變頻調(diào)速系統(tǒng)應用中存在著一個普遍的問題是，電動機中的諧波電流過大，導致電動機發(fā)熱量增加，縮短了電動機的使用壽命;若變頻器至電動機的電纜較長，由于電纜終端電壓反射而造成電動機端過電壓，會對電動機的絕緣性能造成危害，嚴重時可導致電動機絕緣擊穿，電纜爆裂。實際應用過程中常在變頻器輸出端采用電抗器來消除或減輕上述問題的影響。選擇適合的電抗器參數(shù)可以使變頻器輸出電壓近似正弦波形，電壓總諧波失真度小于5%，即使電纜長度達到幾千米的電纜也不存在由于電壓反射而造成的電動機端過電壓現(xiàn)象。

　　變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)置輸出電抗器有助于減少變頻器的過電流和過電壓故障，由此可提高系統(tǒng)的可靠性。變頻器和電動機之間采用長電纜或向多電動機供電時(10～50臺)，由于變頻器工作頻率高，連接電纜的等效電路會形成一個大電容。電纜對地電容的存在給變頻器額外增加了峰值電流和瞬態(tài)峰值電壓。

　　變頻器和電動機電纜較長時，為了避免電動機絕緣過早老化和變頻器損壞，可以選用輸出電抗器來減小在電動機端子上的du/dt值和減小負荷電流的峰值。但是輸出電抗器不能減小電動機端子上的瞬變電壓的峰值。

　　輸出電抗器的主要作用是補償長線分布電容的影響，并能抑制變頻器輸出的諧波，起到減小變頻器噪聲的作用。有些變頻器產(chǎn)品使用說明書中提供了有輸出電抗器與無輸出電抗器時，連接電動機的導線允許的最大長度。

　　由于變頻器輸出電壓中高次諧波較多，因此變頻器與電動機之間的傳輸線不宜太長。若導線過長，其分布電容也大，會導致在高次諧波電壓作用下，高次諧波電流過大。當輸出電纜過長時就應設(shè)置輸出電抗器。輸出頻率在120Hz以下，主回路開關(guān)頻率在3kHz以下，可用常規(guī)的鐵芯電抗器，輸出頻率在120Hz以上，主回路開關(guān)頻率在3kHz以上。此時，應該用鐵氧體磁心的電抗器，否則會使電抗器的損耗過大，溫升過高。

　　變頻器的輸出是經(jīng)PWM調(diào)制的電壓波，由于電動機繞組的電感性質(zhì)能使電流連續(xù)，因此電流基本上是正弦形的。脈沖寬度調(diào)制( PWM)有著陡峭的電壓上升和下降的前后沿，即du/dt很大，使得輸出引線向外發(fā)射含量極大的電磁干擾，并且在引出線對地、電動機繞組匝間、繞組對地間都產(chǎn)生很大的脈沖電流，圖5-26所示為SPWM電壓、電流的波形。

　　為了減輕變頻器輸出du/dt對外界的干擾，降低輸出波形畸變，達到環(huán)保標準，減少對電動機繞組的電壓沖擊造成絕緣損壞，降低電動機的溫升和噪音，避免在變頻器輸出功率管上因du/dt和流過大的脈沖沖擊電流使功率管損壞以及降低負載短路造成對變頻器的損傷，有必要在變頻器輸出端增設(shè)交流電抗器。

　　(a)經(jīng)電動機繞組電感作用形成的電流波形; 由變頻器輸出的SPWM電壓波形

　　值得指出的是脈沖電壓通過長的輸電線時，由于長線上波的反射疊加使得在長線(即變頻器輸出導線)超過臨界長度后，電壓有可能達到直流母線(變頻器內(nèi)直流母線)電壓的2倍，因此變頻器輸出線長度受到限制。為解除這種限制，必須接入輸出側(cè)交流電抗器。接入后，送到電動機等負載上的波形就會接近于正弦電壓的波形。但實際使用中，只要負載是電感性的，電抗器可采用1%阻抗或更低一些都是可行的，因為PWM調(diào)制頻率遠高于基波頻率，因此輸出側(cè)交流電抗器電感量：

　　例如，380V、90kW、50Hz、170A變頻器的輸出側(cè)交流電抗器的選用：

　　選擇電感值在0.041mH左右，能長期通170A電流的電抗器即可。輸出側(cè)交流電抗器繞制在磁芯上導線頭尾的位置關(guān)系到電感向外發(fā)射干擾能量的大小程度，繞組頭1在里層，尾2在外層，因此1接變頻的輸出，2接負載電動機較好，這樣變頻器輸出端的強干擾就被外層屏蔽，減少干擾向外發(fā)射。

　　輸出側(cè)交流電抗器的抑制頻率若在較高頻率范圍，應使用鐵氧體磁芯，以減少損耗，但體積較大。在變頻器與負載之間有變壓器的條件下，變壓器輸入繞組的漏抗和變壓器損耗將大福削弱調(diào)制波，起到輸出側(cè)電抗器的作用，因此可以省略輸出側(cè)交流電抗器。

　　1.輸入電抗器用以抑制浪涌電壓和浪涌電流，保護變頻器，延長其使用壽命和防止諧波干擾，同時由于變頻器采用變頻的方式調(diào)速的，所以在調(diào)速的時候經(jīng)常會產(chǎn)生高次諧波和產(chǎn)生波形畸變，會影響設(shè)備正常使用，為此，須在輸入端加裝一個進線電抗器，可以改善變頻器的功率因數(shù)及抑制諧波電流，濾除諧波電壓和諧波電流，改善電網(wǎng)質(zhì)量。

　　2.輸出電抗器用于延長變頻器的有效傳輸距離，有效抑制變頻器的IGBT模塊開關(guān)時產(chǎn)生的瞬間高壓，降低電機的噪音，降低渦流損耗， 保護變頻器內(nèi)部的功率開關(guān)器件。