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從變頻空調電抗器設計談雙電抗器替換單電抗器

發布時間:2020/11/14

變頻空調電抗器有三種類:進線電抗器(輸入電抗器)、整流電抗器與出線電抗器(輸出電抗器)。當電機啟動和大負荷工作時,電抗器的壓降不能太大,以免電機電壓過低,輸出功率不足;而當電機慢速轉動負荷較低電流較小時,如果電抗器的壓降過低,電機的工作電壓卻會處于較高的水平。設計時要考慮負荷電流的這種變化,盡量使電流在******和最小間變化時,電抗器上的壓降維持在一個不大的變化范圍內。


      因此,這種類型的電抗器的電感應該是變化的,在電流減小時,有比較大的電感值,隨著電流的增加,電感量應該隨之減小,但空調電抗器如何設計?本文將介紹對現有的空調用電抗器進行設計改良,選擇最優化的設計方案,以滿足對較好的電器性能及較好經濟材料使用的要求;同時,本文還要對雙電抗器如何替換成單電抗器做詳細解讀。


      一、變頻空調電抗器的優化設計

     我們都知道,空調器中的壓縮機中所需電流是通過市用交流電源經過電流保險絲、濾音器、電抗器、橋式電路及電容器整流濾波后得出直流電流,借助控制電路來驅動壓縮機運行的。工作原理圖見圖l。




     我們在使用空調時,經常需要急速制冷或制熱,使空調迅速到達所希望的溫度。為提高變溫效率,就要控制馬達的運轉頻率,使其迅速發生變化,如若使用電抗器后,波峰隨之降低,周期變長,減少無功功率消耗,增加有用功率來驅動馬達迅速工作的功效。下面是使用電抗器前后的電流波形,見圖2,很顯然,效果是明顯的。




     設計者必須考慮的問題是小型化及提高功效。對現有的電抗器部品進行設計改良,鐵心是電抗器設計中最主要部件之一。我們通過多種方案和實驗,選擇最優化的設計方案,同時選擇滿足的電器性能的材料。一臺性價比好的電抗器,既要考慮成本,又要考慮性能,找出兩者結合點是我們設計首先考慮的問題。在圖3中,可看“4”是******點。




     設計電抗器選擇鐵心參數是十分關鍵的,選的過大是浪費材料,成本增加,因此我們對此進行一系列的驗證和探討,得出以下鐵心選擇。首先是對現狀的鐵心進行體積改小,為了達到增加鐵心與線圈間絕緣距離,采用下面的開槽式,再進行深化,下鐵軛加寬,增加下面導磁率,而上面的鐵軛則降低導磁率,間隙距離可縮小,達到更好的效果,圖5為最終的磁力線分布和絕緣距離分布圖,見圖4。




     以上是通過改善鐵心的結構來到達電抗器的特性,下面我們就通過試驗電氣特性和溫升來驗證。圖6是效率和電流的曲線,可見樣品4效率很高的。圖7是電壓和電流的曲線,可見樣品4負載特性是很好的。圖8是電感和電流的曲線,可見樣品電抗特性也是不錯的。圖9是溫升和負荷電流的曲線,樣品4的溫升特性是不錯的。




     此外,我們在含浸油工藝上下功夫,由于電抗器屬于H級絕緣等級,所用的原材料都是耐熱為]80~C以上,溫升在130℃以下部是滿足要求的,如果我們能通過含浸油來降低溫升是一種不可多得的好方案,采用新工藝的黑色含浸油進行含縵,實踐證明該方案比一般變壓器無色含浸油溫升下降為近20K左右。電抗器雖然在結構上比變壓器簡單,但對絕緣材料要求十分嚴格,如何選取一個好性價比電抗器的設計和制作工藝,乃是設計者下功夫的一環。


     二、雙電抗器替換單電抗器

     變頻機室外電控方案設計時有的需要配置空調雙電抗器,而有的則需要單電抗器。因此,當變頻機室外電控發生電控方案變更時,室外機電控雙電抗器也相應的需要變更為單電抗器。那么雙電抗器如何替換成單電抗器呢?筆者現做如下詳述:


      雙電抗器或帶抽頭電抗器更改為單電抗器具體物料對應替換方法:

      1、將原先的雙電抗器R1010L(R1310L)和R6025L中的R6025去掉,保留R1010L(R1310L)電抗器,或抽頭電抗器R1010-6025(AL)僅保留R1010的部分(即帶抽頭電抗器的2#-3#接線端)。



 如圖R1010-6025(AL)電抗器接線端子從右到左分別是1#、2#、3#


     2、新增:KFR-26W/BP2-110.D.XZ.QDXZ-3(1.0) 的強電連接線組(物料編碼:202437300174),用它與原先連接雙電抗和交流電容的原有連接線組將換好的R8525L電抗器和6uF/450VAC交流電容依照單電抗器方案的室外機接線銘牌接到電控板上。


      





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從變頻空調電抗器設計談雙電抗器替換單電抗器

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