如何选择电抗器的K 值
串联电抗器有一个重要技术参数K 。K 是电抗器的电抗率代号，其单位是 %（百分比）。
当电抗器所工作的电网中，谐波总畸变率在4%以下，可以只考虑限制电容器投切过程中的合闸涌流，电抗器的电抗率可选：K=（0.1～1）%。
当K≤0.1%时，可安装在电容器外壳内（在向电容器生产厂购买时申明）。
当0.1＜K≤1%, 可选用XD 型电抗器。这种电抗器是单相结构，在安装时，注意一，安装在B 相的电抗器，进出线次序与A 、B 相相反，以免互相影响。注意二，它对3、5次谐波电流略有放大。注意电网谐波背景。
当电抗器所工作的电网中，谐波总畸变率在4%以上，应先通过谐波监测仪表查明该电网的主要谐波含量，然后再合理确定K 值。 如果，电网背景谐波为5次及以上时，这时应配置电抗率为（4.5～7）%。一般用电抗率为6%的电抗器。要注意的是：6%的电抗器，抑制5次谐波效果好。但对3次谐波有明显的放大作用。如果电网原来3次谐波含量就接近容忍值，就要注意选择电抗率K 偏离6%少许。比如选k 为4.5%的电抗器对3次谐波放大轻微。
如果，电网背景谐波为3次及以上时，这时应配置电抗率为12%的电抗器。从材料的价格上分析，在同样电压电流情况下，K 值越高，其端电压也越高，电抗器的电抗和电感也大，即K 值越高，价格也高些。所以，如果3次、5次、7次及以上谐波含量都超标需要治理时，建议用一部分K 为7%的电抗器，用一部分K 为12%的电抗器。
变频器交流电抗器的参数和结构计算方法
1引言
随着电力电子技术的迅速发展，从20世纪90年代以来交流变频调速已成为电气传动的主流，其应用范围日益广泛。但是由于变频器被使用在各种不同的电气环境，若不采取恰当的保护措施，就会影响变频器运行的稳定性和可靠性。实践证明，适当选配电抗器与变频器配套使用，可以有效地防止因操作交流进线开关而产生的过电压和浪涌电流对它的冲击，同时亦可以减少变频器产生的谐波对电网的污染，并可提高变频器的功率因数。因此探讨与变频器配套用的各类电抗器的作用和容量选择等问题是十分必要的。
2变频器系统配套用的三种电抗器
与变频器配套用的电抗器有3种：
1）进线电抗器LA1又称电源协调电抗器，它能够限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效地保护变频器和改善其功率因数。接入与未接入进线电抗器时，变频器输入电网谐波电流的情况, 示于图1。从图1可以看出接入电抗器后能有效地抑制谐波电波。
2）直流电抗器LDC 直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间，LDC 能使逆变环节运行更稳定，及改善变频器的功率因数。
3）输出电抗器LA2接在变频器输出端与负载（电机）之间，起到抑制变频器噪声的作用。三种电抗器在变频器中的连接如图2所示。
3需要安装进线电抗器的场合
进线电抗器既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染，当电源容量很大时，更要防止各种过电压引起的电流冲击，因为它们对变频器内整流二极管和滤波电容器都是有害的。因此接入进线电抗器，对改善变频器的运行状况是有好处的。根据运行经验，在下列场合一定要安装进线电抗器，才能保证变频器可靠的运行。
1）电源容量为600kVA 及以上，且变频器安装位置离大容量电源在10m 以内，如图3所示：
2）三相电源电压不平衡率大于3％， 电源电压不平衡率K 按式（1）计算：
3）其它晶闸管变流器与变频器共用同一进线电源，或进线电源端接有通过开关切换以调整功率因数的电容器装置。
4进线电抗器容量的选择
进线电抗器的容量可按预期在电抗器每相绕组上的压降来决定。一般选择压降为网侧相电压的2％～4％，也可按表1的数据选取。
电感量L 的计算公式如式（2）所示：
UV ——交流输入相电压有效值（V ）；
ΔUL——电抗器额定电压降（V ）；
In ——电抗器额定电流（A ）；
f ——电网频率（Hz ）。
进线电抗器压降不宜取得过大，压降过大会影响电机转矩。一般情况下选取进线电压的4％（8.8V ）已足够, 在较大容量的变频器中如75kW 以上可选用10V 压降。
5直流电抗器和输出电抗器的作用
在有直流环节的变频系统中，在整流器后接入直流电抗器可以有效地改善功率因数，配合得当可以将功率因数提高到0.95，另外，直流电抗器能使逆变器运行稳定，并能限制短路电流，所以很多厂家生产的55kW 以上的变频器都随机供应直流电抗器。
输出电抗器的主要作用是补偿长线分布电容的影响，并能抑制变频器输出的谐波，起到减小变频器噪声的作用。有些厂家还提供有输出电抗器与无输出电抗器时，连接电机的导线允许的最大长度.
6三相交流进线电抗器的设计计算
当选定了电抗器的额定电压降ΔUL，再计算出电抗器的额定工作电流In 以后，就可以计算电抗器的感抗XL 。电抗器的感抗XL 由式（3）求得：
XL=ΔUL/In(Ω) (3)
有了以上数据便可以对电抗器进行结构设计。
电抗器铁芯截面积S 与电抗器压降ΔUL的关系，如式（4）所示：
式中：ΔUL——单位V ；
f ——电源频率（Hz ）；
B ——磁通密度（T ）；
N ——电抗器的线圈圈数；
Ks ——铁芯迭片系数取Ks=0.93。
电抗器铁芯窗口面积A 与电流In 及线圈圈数N 的关系如式(5)所示：
A=InN/(jKA)(5)
式中：j ——电流密度，根据容量大小可按2～2.5A/mm2选取；
KA ——窗口填充系数，约为0.4～0.5。
铁芯截面积与窗口面积的乘积关系如式（6）所示：
SA=UI/(4.44fBjKsKA×10－4) （6）
由式(6)可知，根据电抗器的容量UI(=ΔULIn) 值，选用适当的铁芯使截面积SA 的积能符合式(6)的关系。
假设选用B=0.6T，j=200A/cm2，Ks=0.93，KA=0.45，设A=1.5S,则电抗器铁芯截面与容量的关系为：
为了使进线电抗器有较好的线性度，在铁芯中应有适当的气隙。调整气隙，可以改变电感量。气隙大小可先选定在2～5mm 内, 通过实测电感值进行调整。 7电抗器电感量的测定
7．1直流电抗器LDC 电感量的测定
铁芯电抗器的电感量和它的工作状况有很大关系，而且是呈非线性的，所以应尽可能使电抗器处于实际工作条件下进行测量。图4所示是测量直流电抗器的电路。在电抗器上分别加上直流电流Id 与交流电流I ～，用电容C=200μF隔开交直流电路，测出LDC 两端的交流电压U ～与交流电流I ～，可由式（9）、式（10）式近似计算电感值L 。
7．2交流电抗器电感量的测定
带铁芯的交流电抗器的电感量不宜用电桥测量，因为测电感电桥的电源频率一般是采用1000Hz ，因此测电感电桥只可用于测量空心电抗器。
对于用硅钢片叠制而成的交流电抗器，电感量的测量可用工频电源的交流电压表——电流表法测量，如图5所示。通过电抗器的电流可以略小于额定值，为求准确可以用电桥测量电抗器线圈内阻rL ，每相电感值可按式（11）计算：
式中：U ——交流电压表的读数(V)；
I ——交流电流表的读数(A)；
rL ——电抗器每相线圈电阻(Ω)。
由于电抗器线圈内阻rL 很小，在工程计算中常可忽略。
. 并联电容器用串联电抗器的额定值：
额定频率:50Hz。
b. 相数：单相或三相。
c. 系统额定电压:0.4、6、10、35、63kV 。
d. 额定电抗率, 优先从下列数值中选取:
0.1%、0.3%、0.5%、1%、4.5%、5%、6%、12%、13%。
e. 额定端电压:电抗器的额定端电压为配套电容器组额定电压的 k 倍。其值可根据公式计算，
这里不暂时不表述，如需可与我联系：[email protected]
f. 额定容量:三相电抗器的额定容量可由下式计算
Sn=K•Qcn
式中 Sn——三相电抗器的额定容量,kvar ；
Qcn——配套电容器组的三相额定容量,kvar ；
K——额定电抗率。
单相电抗器额定容量为三相额定容量的三分之一。
g.额定电流：电抗器的额定电流由额定端电压和额定容量按下式计算
In=Sn/3•Un
式中 Sn ——电抗器的三相额定容量,kvar ；
In——电抗器的额定电流,A ；
Un——电抗器的额定端电压,kV 。
h.额定电抗：电抗器的电抗值可由下式计算：
Xn=1000×Un×Un÷Sn
式中 Xn——电抗器的额定电抗,Ω/相；
Un ——电抗器的额定端电压,kV ；
Sn——电抗器的单相额定容量,kvar 。
阻抗S=U平方/R
电抗器容量=电容容量*电抗率
例:计算BSMJ0.4-30-3电容, 三次谐波取12%的电抗率就是:
1. 电抗器容量=30*12%=3.6KVAR
2. 阻抗=日, 平方, 更号打不出来.=0.64欧. 一般取大一个级0.75欧.
1， 额定交流电流的选择
额定交流电流是从发热方面设计电抗器的长期工作电流，同时应该考虑足够的高次谐波分量。即输出电抗器实际流过的电流是变频器电机负载的输出电流。
2， 电压降
电压降是指50HZ 时，对应实际额定电流时电抗器线圈两端的实际电压降。通常选择电压降在4V~8V左右。
3， 电感量的选择
电抗器的额定电感量也是一个重要的参数！若电感量选择不合适，会直接影响额定电流下的电压降的变化，从而引起故障。而电感量的大小取决于电抗器铁芯的截面积和线圈的匝数与气隙的调整。
输出电抗器电感量的选择是根据在额定频率范围内的电缆长度来确定，然后再根据电动机的实际额定电流来选择相应电感量要求下的铁芯截面积和导线截面积，才能确定实际电压降。
4，对应额定电流的电感量与电缆长度：
电缆长度 额定输出电流 电感量
300米 100A 46μH
200A 23μH
250A 16μH
300A 13μH
600米 100A 92μH
200A 46μH
250A 34μH
300A 27μH
理想的电抗器在额定交流电流及以下，电感量应保持不变，随着电流的增大，而电感量逐渐减小。
当额定电流大于2倍时，电感量减小到额定电感量的0.6倍。
当额定电流大于2.5倍时，电感量减小到额定电感量的0.5倍。
当额定电流大于4倍时，电感量减小到额定电感量的0.35倍。
这里仅就输出电抗器谈一点看法。纯属个人看法，不一定正确，仅供参考
如何选择电抗器的K 值
串联电抗器有一个重要技术参数K 。K 是电抗器的电抗率代号，其单位是 %（百分比）。
当电抗器所工作的电网中，谐波总畸变率在4%以下，可以只考虑限制电容器投切过程中的合闸涌流，电抗器的电抗率可选：K=（0.1～1）%。
当K≤0.1%时，可安装在电容器外壳内（在向电容器生产厂购买时申明）。
当0.1＜K≤1%, 可选用XD 型电抗器。这种电抗器是单相结构，在安装时，注意一，安装在B 相的电抗器，进出线次序与A 、B 相相反，以免互相影响。注意二，它对3、5次谐波电流略有放大。注意电网谐波背景。
当电抗器所工作的电网中，谐波总畸变率在4%以上，应先通过谐波监测仪表查明该电网的主要谐波含量，然后再合理确定K 值。 如果，电网背景谐波为5次及以上时，这时应配置电抗率为（4.5～7）%。一般用电抗率为6%的电抗器。要注意的是：6%的电抗器，抑制5次谐波效果好。但对3次谐波有明显的放大作用。如果电网原来3次谐波含量就接近容忍值，就要注意选择电抗率K 偏离6%少许。比如选k 为4.5%的电抗器对3次谐波放大轻微。
如果，电网背景谐波为3次及以上时，这时应配置电抗率为12%的电抗器。从材料的价格上分析，在同样电压电流情况下，K 值越高，其端电压也越高，电抗器的电抗和电感也大，即K 值越高，价格也高些。所以，如果3次、5次、7次及以上谐波含量都超标需要治理时，建议用一部分K 为7%的电抗器，用一部分K 为12%的电抗器。
变频器交流电抗器的参数和结构计算方法
1引言
随着电力电子技术的迅速发展，从20世纪90年代以来交流变频调速已成为电气传动的主流，其应用范围日益广泛。但是由于变频器被使用在各种不同的电气环境，若不采取恰当的保护措施，就会影响变频器运行的稳定性和可靠性。实践证明，适当选配电抗器与变频器配套使用，可以有效地防止因操作交流进线开关而产生的过电压和浪涌电流对它的冲击，同时亦可以减少变频器产生的谐波对电网的污染，并可提高变频器的功率因数。因此探讨与变频器配套用的各类电抗器的作用和容量选择等问题是十分必要的。
2变频器系统配套用的三种电抗器
与变频器配套用的电抗器有3种：
1）进线电抗器LA1又称电源协调电抗器，它能够限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效地保护变频器和改善其功率因数。接入与未接入进线电抗器时，变频器输入电网谐波电流的情况, 示于图1。从图1可以看出接入电抗器后能有效地抑制谐波电波。
2）直流电抗器LDC 直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间，LDC 能使逆变环节运行更稳定，及改善变频器的功率因数。
3）输出电抗器LA2接在变频器输出端与负载（电机）之间，起到抑制变频器噪声的作用。三种电抗器在变频器中的连接如图2所示。
3需要安装进线电抗器的场合
进线电抗器既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染，当电源容量很大时，更要防止各种过电压引起的电流冲击，因为它们对变频器内整流二极管和滤波电容器都是有害的。因此接入进线电抗器，对改善变频器的运行状况是有好处的。根据运行经验，在下列场合一定要安装进线电抗器，才能保证变频器可靠的运行。
1）电源容量为600kVA 及以上，且变频器安装位置离大容量电源在10m 以内，如图3所示：
2）三相电源电压不平衡率大于3％， 电源电压不平衡率K 按式（1）计算：
3）其它晶闸管变流器与变频器共用同一进线电源，或进线电源端接有通过开关切换以调整功率因数的电容器装置。
4进线电抗器容量的选择
进线电抗器的容量可按预期在电抗器每相绕组上的压降来决定。一般选择压降为网侧相电压的2％～4％，也可按表1的数据选取。
电感量L 的计算公式如式（2）所示：
UV ——交流输入相电压有效值（V ）；
ΔUL——电抗器额定电压降（V ）；
In ——电抗器额定电流（A ）；
f ——电网频率（Hz ）。
进线电抗器压降不宜取得过大，压降过大会影响电机转矩。一般情况下选取进线电压的4％（8.8V ）已足够, 在较大容量的变频器中如75kW 以上可选用10V 压降。
5直流电抗器和输出电抗器的作用
在有直流环节的变频系统中，在整流器后接入直流电抗器可以有效地改善功率因数，配合得当可以将功率因数提高到0.95，另外，直流电抗器能使逆变器运行稳定，并能限制短路电流，所以很多厂家生产的55kW 以上的变频器都随机供应直流电抗器。
输出电抗器的主要作用是补偿长线分布电容的影响，并能抑制变频器输出的谐波，起到减小变频器噪声的作用。有些厂家还提供有输出电抗器与无输出电抗器时，连接电机的导线允许的最大长度.
6三相交流进线电抗器的设计计算
当选定了电抗器的额定电压降ΔUL，再计算出电抗器的额定工作电流In 以后，就可以计算电抗器的感抗XL 。电抗器的感抗XL 由式（3）求得：
XL=ΔUL/In(Ω) (3)
有了以上数据便可以对电抗器进行结构设计。
电抗器铁芯截面积S 与电抗器压降ΔUL的关系，如式（4）所示：
式中：ΔUL——单位V ；
f ——电源频率（Hz ）；
B ——磁通密度（T ）；
N ——电抗器的线圈圈数；
Ks ——铁芯迭片系数取Ks=0.93。
电抗器铁芯窗口面积A 与电流In 及线圈圈数N 的关系如式(5)所示：
A=InN/(jKA)(5)
式中：j ——电流密度，根据容量大小可按2～2.5A/mm2选取；
KA ——窗口填充系数，约为0.4～0.5。
铁芯截面积与窗口面积的乘积关系如式（6）所示：
SA=UI/(4.44fBjKsKA×10－4) （6）
由式(6)可知，根据电抗器的容量UI(=ΔULIn) 值，选用适当的铁芯使截面积SA 的积能符合式(6)的关系。
假设选用B=0.6T，j=200A/cm2，Ks=0.93，KA=0.45，设A=1.5S,则电抗器铁芯截面与容量的关系为：
为了使进线电抗器有较好的线性度，在铁芯中应有适当的气隙。调整气隙，可以改变电感量。气隙大小可先选定在2～5mm 内, 通过实测电感值进行调整。 7电抗器电感量的测定
7．1直流电抗器LDC 电感量的测定
铁芯电抗器的电感量和它的工作状况有很大关系，而且是呈非线性的，所以应尽可能使电抗器处于实际工作条件下进行测量。图4所示是测量直流电抗器的电路。在电抗器上分别加上直流电流Id 与交流电流I ～，用电容C=200μF隔开交直流电路，测出LDC 两端的交流电压U ～与交流电流I ～，可由式（9）、式（10）式近似计算电感值L 。
7．2交流电抗器电感量的测定
带铁芯的交流电抗器的电感量不宜用电桥测量，因为测电感电桥的电源频率一般是采用1000Hz ，因此测电感电桥只可用于测量空心电抗器。
对于用硅钢片叠制而成的交流电抗器，电感量的测量可用工频电源的交流电压表——电流表法测量，如图5所示。通过电抗器的电流可以略小于额定值，为求准确可以用电桥测量电抗器线圈内阻rL ，每相电感值可按式（11）计算：
式中：U ——交流电压表的读数(V)；
I ——交流电流表的读数(A)；
rL ——电抗器每相线圈电阻(Ω)。
由于电抗器线圈内阻rL 很小，在工程计算中常可忽略。
. 并联电容器用串联电抗器的额定值：
额定频率:50Hz。
b. 相数：单相或三相。
c. 系统额定电压:0.4、6、10、35、63kV 。
d. 额定电抗率, 优先从下列数值中选取:
0.1%、0.3%、0.5%、1%、4.5%、5%、6%、12%、13%。
e. 额定端电压:电抗器的额定端电压为配套电容器组额定电压的 k 倍。其值可根据公式计算，
这里不暂时不表述，如需可与我联系：[email protected]
f. 额定容量:三相电抗器的额定容量可由下式计算
Sn=K•Qcn
式中 Sn——三相电抗器的额定容量,kvar ；
Qcn——配套电容器组的三相额定容量,kvar ；
K——额定电抗率。
单相电抗器额定容量为三相额定容量的三分之一。
g.额定电流：电抗器的额定电流由额定端电压和额定容量按下式计算
In=Sn/3•Un
式中 Sn ——电抗器的三相额定容量,kvar ；
In——电抗器的额定电流,A ；
Un——电抗器的额定端电压,kV 。
h.额定电抗：电抗器的电抗值可由下式计算：
Xn=1000×Un×Un÷Sn
式中 Xn——电抗器的额定电抗,Ω/相；
Un ——电抗器的额定端电压,kV ；
Sn——电抗器的单相额定容量,kvar 。
阻抗S=U平方/R
电抗器容量=电容容量*电抗率
例:计算BSMJ0.4-30-3电容, 三次谐波取12%的电抗率就是:
1. 电抗器容量=30*12%=3.6KVAR
2. 阻抗=日, 平方, 更号打不出来.=0.64欧. 一般取大一个级0.75欧.
1， 额定交流电流的选择
额定交流电流是从发热方面设计电抗器的长期工作电流，同时应该考虑足够的高次谐波分量。即输出电抗器实际流过的电流是变频器电机负载的输出电流。
2， 电压降
电压降是指50HZ 时，对应实际额定电流时电抗器线圈两端的实际电压降。通常选择电压降在4V~8V左右。
3， 电感量的选择
电抗器的额定电感量也是一个重要的参数！若电感量选择不合适，会直接影响额定电流下的电压降的变化，从而引起故障。而电感量的大小取决于电抗器铁芯的截面积和线圈的匝数与气隙的调整。
输出电抗器电感量的选择是根据在额定频率范围内的电缆长度来确定，然后再根据电动机的实际额定电流来选择相应电感量要求下的铁芯截面积和导线截面积，才能确定实际电压降。
4，对应额定电流的电感量与电缆长度：
电缆长度 额定输出电流 电感量
300米 100A 46μH
200A 23μH
250A 16μH
300A 13μH
600米 100A 92μH
200A 46μH
250A 34μH
300A 27μH
理想的电抗器在额定交流电流及以下，电感量应保持不变，随着电流的增大，而电感量逐渐减小。
当额定电流大于2倍时，电感量减小到额定电感量的0.6倍。
当额定电流大于2.5倍时，电感量减小到额定电感量的0.5倍。
当额定电流大于4倍时，电感量减小到额定电感量的0.35倍。
这里仅就输出电抗器谈一点看法。纯属个人看法，不一定正确，仅供参考