直流电道抗器(又称平波电抗器)主要用于变流器的直流侧,电抗器中流过的具有交流分量的直流电流。主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续,减小电流脉动值,改善输入功率因数.
直流电抗器串联在换流站每一较上。电感大约0.4~1.0H。它的主要作用如下:
(1)防止逆变器换流失败。
(2)降低直流线路里的电压和电流谐波。
(3)降低纹波系数。
(4)限制线路短路时整流器中的电流。
但要注意:电感的取值必须保证工频时直流电路不发生谐振。
直流电抗器可将功率因数提高到0.9以上。由于其体积较小,因此许多变频器已将直流电抗器直接安装在变频器内。直流电抗器除了提高功率因数外,还可削弱电源刚接通瞬间的冲击。如果同时配有交流电抗器和直流电抗器,则可将变频调速系统的功率因数提高到0.95以上。
直流平波电抗器用于整流电路输出侧的滤波电路,因为通有直流电流成分,铁芯磁通工作在象限而出现偏磁。为了增大电感量,防止磁通饱和,直流平波电抗器都采用切开铁芯,并加有空气隙,使其磁滞回线横向加长,这在道理上有点像单端反激变压器的情况。这样在通有同样大小的电流时,B小,不易饱和。
切开铁芯电抗器的结构设计,要考虑四个方面的因素:
1)流过电抗器的电流的直流成分I,也就是电感电流iL的平均值,它决定了绕组导线的截面积,也决定了绕组的发热。
2)交流电流成分的峰一峰值,用△Ipp表示,或简写成△I,它是由电感电流的连续性要求决定的。一般地,在不影响输出电压纹波的情况下,整流滤波电路输出的小负载电流ILmin的两倍,就是所要求的滤波电感电流变化的峰一峰值。因而有:△Ipp = 2ILmin
3)滤波电路所需要的电感量L,是由交流电流成分的频率和峰一峰值△Ipp决定的,它是在电抗器结构设计过程中的一个中间计算值,而不是需要预先考虑的首要因素。
4)功率损耗和温升是在电抗器结构设计过程中需要预先考虑的因素。