摘要：  随着电力电子技术的迅速发展，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。电抗器是一种电感元件，当在具有电感值的电抗器线圈中通以交流电流，它呈现电抗，并在电抗两端产生电抗压降。电抗器在电路中起到无功补偿、限流、稳流（平波）、滤波、阻尼、移相等作用等；如何有效控制它的负作用和发挥优点，且有优良的性能价格比，开发这种电源变压器，需要丰富的理论和实际知识，因此本文拟对以上具体深入地探讨，对于从事音响变压器开发者，有一定的参考价值。

关键字：  电抗器，焊锡，设计

我们都知道，有直流电抗器和交流电抗器，其作用各有不同。
1)降低电机的噪音，降低涡流损耗。
2)降低输入高次谐波造成的漏电流。
3)用于平滑滤波，降低瞬变电压dv/dt，延长电机寿命。
4)保护变频器内部的功率开关器件。
5)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，变频器输入电网的谐波电流的情况，接入电抗器后能有效地抑制谐波电波。
6)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 。　
7)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。
1 主要特性
额定工作电压：220~380V/50Hz或660V/50Hz
额定工作电流：2A至500A @40℃
抗电强度：铁芯-绕组3000VAC/50Hz/5mA/10s无飞弧击穿（工厂测试）
绝缘电阻：1000VDC绝缘阻值≥100MV
电抗器噪音：小于55dB（与电抗器水平距离点1米测试）
防护等级：IP00
绝缘等级：B，F，H级以上
在铜线单价居高不下的情况，使用铝线是一个很好的选择，但是需要解决铝线焊锡难和防氧化等的难题：
(1)如在浸锡步骤中，注意焊接时间要控制在1-2秒，最好轻轻晃动几次，可有效地减少气孔产生。而且温度据焊锡而定，应控制在410度以内，大部分焊锡焊铝最佳温度在300-350度，焊锡助焊剂应配套使用，以达到最佳效果。
(2)对于电烙铁焊接铝线上助焊剂后应预热母材，将焊锡丝贴在母材上焊接，烙铁功率应在150W以上（环保锡），因铝焊接最佳温度及达到铝侵润最佳温度较高。
(3)在接头绕线步骤里，将铝线缠绕在铜线上，增大铝的与锡的接触面积，增加焊点导电性和焊接强度。
(4)铝易氧化分解等特点，在铝接头在焊锡时，采用专用脱氧化剂以及焊锡后追加环氧树脂的固化胶水。
2 振动防止和对策
(1)运用电脑模似设计，选用合适的磁通密度和电流密度，从而有效从源头来控制。
(2)气隙垫中采用优质PPS材料，且采用独特设计方式，厚度略大于铁心气隙高度。
(3)充分理解铝物理和化学特性，设计出合理的满足温升要求的电流密度。
(4)根据铁心导磁和漏磁方向流向和原理，采专用铁心结构，降低漏磁效果。
(5)为了增加线包与铁心的绝缘距离，铁心进行增设凹槽以增加绝缘距离。
(6)采用专用溶接设备，保证铁心溶接平整、毛刺方向保持一致性。
(7)采用优质、高导磁性矽钢片，E片（两处）和I片（1处）经块状溶接后，再将E/I溶接。降低噪声，十分明显。
(8)优质的绝缘油和H级绝缘纸板，含浸后增加其散热功能，降低温升。
(9)对绝缘油配比进行优化设置来保证电抗器绝缘和散热效果。
电抗器气隙与电感值比较，直流重叠与气隙有一定的关系，适当选择气隙是十分必要的。
 L [mH]
I [A] G0.5 G1.0 G1.5 G2.5 G3.0 G4.0 G2.0（量产）
0.0  2.86  2.01  1.62  1.20  1.09  0.92  1.38
3.0  2.91  2.04  1.64  1.22  1.10  0.93  1.38
4.0  2.86  2.04  1.64  1.22  1.10  0.93  1.38
6.0  2.53  2.01  1.63  1.21  1.10  0.93  1.38
8.0  2.18  1.95  1.61  1.21  1.10  0.93  1.37
10.0  1.76  1.88  1.59  1.20  1.09  0.92  1.36
12.0  1.31  1.80  1.56  1.20  1.09  0.92  1.35
14.0  1.00  1.68  1.52  1.18  1.08  0.92  1.33
16.0  0.79  1.56  1.47  1.17  1.07  0.91  1.30
20.0  0.59  1.20  1.36  1.14  1.05  0.90  1.24
25.0  0.48  0.74  1.14  1.09  1.02  0.89  1.14
30.0  0.41  0.56  0.81  1.03  0.98  0.87  0.99
35.0  0.36  0.47  0.59  0.93  0.92  0.84  0.76
40.0  0.33  0.41  0.50  0.77  0.84  0.81  0.59[#page#]

为了更进一步发挥铝线的优势，铝线电抗器具有以下特征和特性试验。
(1)铜线和铝线的比较：
铝与铜线相比，铝密度为铜线0.3倍，即为1/3重量。
铝电阻率铜为1.65倍，由于温升和电气特性，铝线径需要比铜线增加1.3倍左右。
但是，由于铝线的线径大的原因，一旦换成铝材后，铁心的现状不得不随之变大，因而电抗器的尺寸需要变大。典型铝线电抗器外观图如下：
(2)铝线电抗器的端子焊锡的组成和表面涂环氧树脂胶水固化保护。
铝线-焊锡间合金的形成采用SnZn系和SnCu系两种焊材。
环境试验：热冲击试验1000循环
-40℃ 1h~25℃~180℃ 1h
高温高湿带载试验1000小时
60℃ 90~95%RH DC1A
盐水喷雾试验300小时
50g/l PH: 6.5~7.2 35℃
试验后的结果基准：
DCR变化率：不可增大（5%以内）；
拉伸试验：结合部不可有损坏！
断面观察：焊锡部不可有裂纹，焊锡及铝材不可以有腐蚀现象。
未作表面涂环氧树脂胶水固化保护
 热冲击 高温高湿 盐水喷雾
SnZn系 NG OK NG（电腐严重）
SnCu系 OK 一般 NG（电腐严重）

表面涂环氧树脂固定胶水干燥后，涂敷之后结果
 热冲击 高温高湿 盐水喷雾
SnZn系 NG OK OK
SnCu系 OK OK OK

试验表明SnZn系的焊锡：热冲击试验：未满500次循环即发生焊接裂纹；非常容易发生电化学反应（根据相关文献）盐水喷雾试验后也产生焊接裂纹、有Zn析出，SnCu系的焊锡。
热冲击试验：1000次循环后未发生焊接裂纹，不容易发生电化学反应（根据相关文献）。
盐水喷雾试验后有铝析出；盐水喷雾试验的结果、 SnZn，SnCu两者均不佳。
SnCu系的焊锡热冲击试验的结果、SnCu系的焊锡效果良好。电蚀现象，两种不同的金属在电解质溶液里接触时、根据金属间的电位差的不同，电子从氧化性强的金属向氧化性弱的金属移动、失去电子的金属原子变成离子而溶化于电解液之中，这一现象称之为电蚀。在没有水分的地方将不会发生电蚀。
环境试验的结果，分析解剖图如下：试验得出通过SnCu焊锡后，再通过环氧树脂胶水进行固化后，对于铝线氧化和与铜端子连接部氧化都具有很好的固定作用。同时在较恶劣环境污染也起一定的保护作用。所以成品品质达到一个新台阶。
耐环境性能