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什么是电抗器?作用有什么?

发布时间:2024-02-05 16:54:11   来源:爱游戏官方网站

  电感器是一种电子元件,用于在电路中引入电感,以抵抗电流的大小和方向的变化,即使是一根直的导线也可能具有一定的电感量。

  电感概念电感器抵抗或反对电流的变化,但很容易通过稳态直流电流。电感器抵抗电流变化的这种能力,也将电流i与其磁通链NΦ作为比例常数联系起来,称为电感,其符号为L,单位为亨利,(H) 以约瑟夫·亨利命名。

  电感器线圈有一个中心磁芯区域 ( A ),每单位长度的导线匝数 ( l ) 是恒定的。因此,如果N匝线圈由一定量的磁通量Φ链接,则线圈具有 N Φ的磁链,并且流过线圈的任何电流 ( i ) 将产生与线圈相反方向的感应磁通量电流的流动。那么根据法拉第定律jack1captain:磁场初步,这个磁通链的任何变化都会在单线圈中产生一个自感电压:

  Φ是 Webers 中的通量di/dt是以安培/秒为单位的电流变化率随时间变化的磁场感应出的电压与产生它的电流的变化率成正比,正值表示电动势增加,负值表示电动势减小。将μN2A / l替换为L(表示比例常数,称为线圈的电感),即可找到与自感应电压、电流和电感相关的方程式.电感上的电压(电动势)V=\frac{d\phi}{dt}=L\frac{di}{dt}其中L为电感,di/dt为电流变化率。一句话解释:电感电动势等于电感乘以电流的变化率。当稳态的直流电流流过电感时,电感器相当于一根电线的短路,或者至少是一个非常低的阻值电阻。所以对于电感上的电压,一定要注意是交流还是直流。电感中的电流和电压

  首先,上面的俩张图阐述了电感的充电和放电。但是这是理想的状态,而且第二张电感的感应电动势其实是有问题的,对于公式:V=\frac{d\phi}{dt}=L\frac{di}{dt} 公式一我们大家可以看到如果di/dt的斜率是一定的,那么产生的电动势将会是一个固定的值,而不是上图中一个VL的状态。所以以上的参考图只是为帮助我们理解电感的感应电动势和电流的关系。下面举个个真实的案例,也可能是工作生活中用的比较多的case:

  上图为TDK官网的图片,描述的霓虹灯开关的情况。当开关Switch导通时,电感coil充电,第一张图表示电感电流的情况,充电时开始快后面变缓,这样的一个过程我们会在后续LR充电电路中了解。但开关断开时,电感上的能量会释放到并联的霓虹灯中,因没有外部的电源,所以放电初期电流变化极大,而这种快速的di/dt的变化产生了一个很大的感应电动势,如第二个图所示。这就是闪烁霓虹灯的原理。电感中的能量W=\frac{1}{2}LI^2推导过程就不赘述了,W=Pt=VIt,把电压用公式一代替就可得出。真实的电感器总会有一些与线圈绕组相关的电阻,并且无论电流是否交替,只要电流流过电阻,能量就会根据欧姆定律 (P = I2 R)以热的形式损失 或常数。电感器的主要用途是滤波电路、谐振电路和限流。电感器可用于电路中以阻断或整形交流电或一系列正弦频率,在这个作用下,电感器可用于“调谐”简单的无线电接收器或很多类型的振荡器。它还可保护敏感设备免受破坏性电压尖峰和高浪涌电流的影响。

  这几天,某采煤机从业者问了一帆这样一个问题:采煤机电抗器的作用是什么?一帆从网上认真查了一下采煤机的电路架构,结合自己在绿波杰能20余年的从业经验,认为采煤机电抗器的作用主要有如下三个方面:一是保护变频器、提升变频系统功率因数的作用;二是抑制变频器谐波,解决变频器谐波干扰问题;三是保护电动机,严延长电动机常规使用的寿命等。

  因为电抗器主要是用来抑制电路中的谐波的,所以,要知道采煤机电抗器的作用,首先就要分析采煤机电控系统的架构。一帆查询之后发现,采煤机的电控系统最重要的包含以下几个构件:高压开关箱、变频器箱、变压器箱、电气系统(含采煤机启动电路、运输机闭溜回路、主供电回路、控制回路等等)。看到这个地方,您就大概知道采煤机为啥要用电抗器了,因为里面有个变频器箱,那里面毫无疑问就是装有变频器了,而且,正常的情况下,一台采煤机里面一般会有两台变频器。

  虽然没见过采煤机电抗器具体安装到啥地方,但是,一帆依据变频器箱这个内容,大概率的可以猜测到,采煤机电抗器应该是给变频器箱里面的变频器准备的。

  采煤机里面既然采用变频器,这个变频器就非常有可能干扰乃至损坏采煤机的信号、通讯、低压电气、电动机等,这就是为何需要给采煤机加电抗器的最终的原因。那么,采煤机电抗器的作用,就可以依据这些展开了。

  浪涌会造成变频器的整流模块过热,乃至损坏,谐波会导致变频器的误动作、拒动等问题,谐波严重的情况下,还会导致变频器的整流模块、滤波电容的过热、爆肚、乃至损坏等系列问题,解决浪涌、谐波干扰、损坏变频器的问题,就是采煤机电抗器的作用之一。

  变频器在运行过程中产生的谐波,会干扰、损坏与它使用同一电源的用电设备,这样的一个问题已经经过了成千上万的使用变频器的用户的验证,相信遭遇过严重的变频器谐波干扰问题的人,也会此时还会心有余悸。

  变频器谐波的另外一点,就是会顺着变频器与电动机之间的连接导线进入电动机,因此导致电动机出现过热、啸叫、振动等问题,谐波更严重的情况下,谐波还会导致电动机的绝缘及轴承出现击穿、麻点、凹坑、破裂等系列问题。选择正真适合的采煤机电抗器产品,可以轻松又有效地解决这类问题。

  一帆一系列的现场验证,以及100多家客户的反馈表明,采煤机电抗器可以有效提升采煤机的功率因数,可以将采煤机中的变频器箱的功率因数提升至≥0.90的水平,但前提是要选择出合适的采煤机电抗器。

  刚才有个同事看到一帆写到这里,认为还需要加上一点,那就是采煤机电抗器可以有效提升采煤机的安全性、稳定性及可靠性。其实,这应该是对上述所有内容的一个全方位的总结性内容了。一帆还是听从了同事的建议,将这点加入了进来。

  从目前的真实的情况来讲,可供采煤机选择的采煤机电抗器有:采煤机专用输入电抗器、采煤机专用直流电抗器、采煤机专用输出电抗器、采煤机专用LCL谐波电抗器、采煤机专用Du/Dt电抗器、MLAD-SW采煤机专用正弦波电抗器等等。

  电抗器也叫电感器,一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场,所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小,所产生的磁场不强,因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式,称空心电抗器;有时为让这只螺线管具有更大的电感,便在螺线管中插入铁心,称铁心电抗器。电抗分为感抗和容抗,比较科学的归类是感抗器(电感器)和容抗器(电容器)统称为电抗器,然而由于过去先有了电感器,并且被称谓电抗器,所以现在人们所说的电容器就是容抗器,而电抗器专指电感器。

  电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。能够最终靠调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运作状况的多种功能,主要包括:

  (3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动同时也减轻了线路上的功率损失。

  (4)在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。

  (6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用。



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