Реактор с входом переменного тока

Реакторы переменного тока используются в системах регулирования частоты для улучшения формы входного тока, увеличения срока службы выпрямителя и электролитического фильтрующего конденсатора, снижения помех от некачественной формы входного тока во внешней электросети, а также уменьшения влияния переключения мощности и трехфазного дисбаланса. В ситуациях с более высокими требованиями реактор может быть заменен более сложным фильтрующим устройством для улучшения качества электроэнергии. Использование универсальных инверторных фильтрующих конденсаторов напряжения приводит к импульсному характеру скачков входного тока. При малом сопротивлении сети этот импульсный ток становится чрезвычайно большим, вызывая сильные гармонические помехи и легко повреждая инверторный выпрямительный мост и конденсатор. Когда мощность трансформатора более чем в 10 раз превышает мощность инвертора, внутреннее сопротивление распределительного трансформатора и линии электропередачи не может эффективно подавлять импульсные скачки тока, или когда в одном источнике питания используется тиристорное устройство или устройство компенсации коэффициента мощности с управляемым переключателем, или когда дисбаланс трехфазного питания превышает 3%, или когда необходимо улучшить коэффициент мощности на входе и подавить нечетные гармонические помехи, следует использовать реактор переменного тока.

Как правило, индуктивность реактора переменного тока в инверторе напряжения позволяет предотвратить срабатывание контактора из-за резкого падения напряжения за счет снижения напряжения на 3% и уменьшить искажение общего тока примерно до 44% от исходного значения. На практике, для снижения затрат, обычно используется индуктивность с падением напряжения 2%. Реакторы с падением напряжения 4% и более следует использовать в ситуациях, когда требования к подавлению гармоник относительно высоки. Обычно выбирают реакторы с падением напряжения 2–4%. Этот процент относится к фазному напряжению, то есть:

UK = △U/Up × 100%

Где: △U — падение фазного напряжения

Up — фазное напряжение

При трехфазном питании значение индуктивности реактора переменного тока на входе составляет:

L = (2–4) / [100(Up × 10⁻³ / 2 × 3,14 × f × I)] (Примечание 1)

Примечание 1: Это исходная формула. Правильная формула: L = (2–4) / [100(Up × 10⁻³ × 2 × 3,14 × f × I)] мГн

Значение тока должно быть немного больше номинального значения тока, чтобы предотвратить перегрузку; небольшое увеличение значения индуктивности не является большой проблемой. Большее значение способствует снижению гармоник. Заказчикам также необходимо учитывать внутреннее сопротивление источника питания. Мощность силового трансформатора более чем в 10 раз превышает мощность инвертора, а длина линии очень мала. Внутреннее сопротивление источника питания невелико. Необходимо не только использовать входной реактор переменного тока, но и выбрать большее значение индуктивности, например, с импедансом 4%-5%.

Лучше использовать реакторы переменного и постоянного тока одновременно. В таблице 4 приведены данные по подавлению гармоник реакторами переменного и постоянного тока. В таблице 5 приведены данные по подавлению гармоник реакторами переменного и постоянного тока.

Примечание: реактор переменного тока имеет коэффициент подавления 3%; энергия, запасенная в реакторе постоянного тока, эквивалентна 0,08-0,15 мс (100% преобразование нагрузки); энергия, запасенная в основном фильтрующем конденсаторе, эквивалентна 15-30 мс (100% преобразование нагрузки); нагрузка составляет 100%; исходя из формулы n-й гармоники = основной ток × (количество генерируемых n-й высшей гармоники %)/100, рассчитывается гармонический ток каждого порядка.

Примечание: Мощность испытательного инвертора составляет 45 кВт; испытательный ток — 90–110 А; измерительный прибор — анализатор качества электроэнергии FLUKE-43B; индуктивность входящего переменного тока в реакторе — 0,2 мГн (падение напряжения в реакторе 2%); индуктивность постоянного тока в реакторе — 1,2 мГн; нагрузка — чисто резистивная; исходя из формулы n-й гармоники = основной ток × (процент генерации n-й высшей гармоники)/100, рассчитайте гармоники каждого порядка.