变频器为什么要配置输入输出电抗器？

变频器配置输入电抗器和输出电抗器，核心目的是：抑制谐波、保护设备、提升系统稳定性，两者的作用场景和原理各有侧重，具体分析如下：

一、 输入电抗器的作用

输入电抗器串联在变频器的输入端（电网与变频器之间），主要解决电网侧和变频器自身产生的问题。

1. 抑制输入谐波，降低对电网的污染。变频器的整流桥属于非线性元件，工作时会产生大量谐波电流，这些谐波会注入电网，导致电网电压畸变，还会影响同一电网下的其他设备（如仪表、PLC、电机等）的正常运行。输入电抗器可以限制谐波电流的幅值，将谐波含量控制在国家标准（如 GB/T 14549）允许范围内，避免变频器被电网公司判定为 “谐波污染源”。

2. 抑制电网电压的波动和浪涌。电网中可能存在雷击浪涌、合闸过电压、电压跌落等问题，这些冲击会直接损坏变频器的整流模块和滤波电容。输入电抗器能起到阻抗缓冲作用，削弱电压突变的幅度，保护变频器内部的电力电子器件。

3. 改善输入电流的波形，提高功率因数。没有电抗器时，变频器输入电流是尖峰脉冲状，功率因数较低。输入电抗器可以平滑电流波形，减少无功损耗，间接提升变频器的电能利用率。

二、 输出电抗器的作用

输出电抗器串联在变频器的输出端（变频器与电机之间），主要解决变频器输出侧对电机的影响以及线路传输问题。

1. 抑制输出谐波，保护电机绕组。变频器的逆变桥输出的是 PWM（脉冲宽度调制）波，含有大量高次谐波。这些谐波会在电机绕组中产生额外的铜损和铁损，导致电机发热、效率降低，长期运行还会加速绕组绝缘老化，甚至烧毁电机。输出电抗器可以滤除高次谐波，使输出电流更接近正弦波，降低电机的谐波损耗和温升。

2. 抑制 du/dt（电压变化率），降低绝缘应力。PWM 波的电压上升沿很陡（du/dt 值高），尤其是长电缆传输时，电缆的分布电容和电感会产生反射波，叠加后会产生过电压，击穿电机的绝缘层。输出电抗器能降低电压变化率，削弱反射波的幅值，保护电机的绝缘，这种需求在变频器与电机之间的电缆长度超过50 米时尤为突出。

3. 减少电机的电磁噪声和振动。谐波电流会导致电机定子磁场畸变，产生电磁噪声和机械振动。输出电抗器改善电流波形后，电机的运行噪声和振动会明显降低，运行更平稳。