變頻器的輸入電流 變頻器的輸入電流是三相交流電源經全波整流后向濾波電容器C 充電的電路。顯然，只有當電源的線電壓UL的瞬時值大于電容器兩端的直流電壓UD 時，才進行充電。所以，輸入電流總是出現在電壓的振幅值附近，呈不連續的沖擊波形式。它具有很大的高次諧波成分。充電電流總是出現在電源峰值附近的有限時間內，呈不連續的脈沖波形。高次諧波的瞬時功率一部分為“ + ”，另一部分為“一”，屬于無功功率。這種無功功率使得變頻調速系統的功率因數較低，約為 O.7 ～ 0.75 。由于變頻器輸入側功率因數較低的原因。不是電流波形滯后于電壓，而是高次諧波電流造成的，所以不能通過并聯補償電容器來提高功率因數．而應設法減小高次諧波電流，具體措施就是接入電抗器，接在三相電源與整流橋之間。  直流電抗器，接在整流橋與濾波電容器之間。使用其中一種就有明顯效果，兩種共同使用可將功率因數提高到 0.95 以上。直流電抗器除了提高功率因數外。還能限制接通電源瞬間的充電涌流。另外，不允許在變頻器輸出端，即與電動機的連接端并接電容器。

    1．變頻器輸入側功率因數的特點

    (1)畸變因數在變頻器的輸入電流中，諧波成分很大，所以變頻器輸入電流的畸變因數v較低，導致功率因數降低。

    (2)位移因數高因為變頻器輸入電流的基波分量基本上是與電源電壓同相位的，所以其位移因數很高，幾乎等于1。

    2．功率因數表的測量結果

    (1)功率因數表的特點  功率因數表是根據偶衡表的原理制作的，其偏轉角與同頻率電壓和電流間的相位差有關。所以，它能夠準確地測量位移因數。

    但對于諧波電流，則由于它在一個周期內所產生的電磁力將互相抵消，對指針的偏轉角不起作用，所以功率因數表不能測定畸變因數。

    (2)變頻器功率因數的測量誤區有人用功率因數表來測量變頻器輸入側的功率因數，并以此證明使用變頻器后，可提高功率因數，這是錯誤的。因為變頻器輸入側的功率因數降低的根本原因，在于其具有相當強的諧波電流，導致畸變因數較低，而功率因數表偏偏不能測定畸變因數。

    所以，如果用功率因數表來測量變頻器輸入側的功率因數，所得到的結果是錯誤的。

    幾個基本定義：

    (1)功率因數的定義在交流電路中，把平均功率與視在功率之比，稱為

功率因數，即

    λ=P/S ( 12-1)

式中λ-功率因數；

    P-平均功率，也叫有功功率(kW)；

    S-視在功率，也叫表觀功率(kVA)。

    (2)平均功率的定義一個周期內，功率的平均值稱為平均功率，即

      (12-2)

式中T-交變電流的周期(s)；

    u-電壓的瞬時值(V)；

    i-電流的瞬時值(A)；

    dt-時間的微分(s)。

    (3)視在功率的定義電壓和電流有效值的乘積，稱為視在功率，即

    S=UI    (12-3)

式中U-電壓的有效值(V)；

    I-電流的有效值(A)。

    1．基本分析設：

    u=Umsinωt

    i=Imsim(ωt-φ)

則     (12-4)

式中 Um-電壓的振幅值(V)；

    Im-電流的振幅值(A)；

    ω-角頻率；

    t-時間(s)；

    φ-電流與電壓的相位差角。

    由式(12-1)和式(12-4)，得

      (12-5)

式中cosφ-位移因數。

    2．結論實際上，λ=cosφ就是同頻率正弦電流的功率因數。在電力電子技術未進入實用階段之前，電氣設備中的電流絕大多數都是正弦波。所以，人們通常把電流與電壓相位差角的余弦cosφ就定義為功率因數。

    1．諧波電流的平均功率對于分析非正弦電流的功率因數來說，了解諧波電流的平均功率是至關重要的。在電工基礎里，非正弦電流可以通過傅里葉級數分解成許多諧波電流，或者說非正弦電流可以看成是許多諧波電流的合成。

    (1)基本分析今以5次諧波電流為例，分析如下：

    設：u=Umsinωt

    i5=I5msin5ωt

則：   (12-6)

式中P5-5次諧波功率的平均值(kW)；

    i5-5次諧波電流的瞬時值(A)；

    I5m-5次諧波電流的振幅值(A)。

    式(12-6)表明，5次諧波電流的平均功率為0。可以進一步證明，所有各次諧波電流的平均功率都等于0，或者說諧波電流的功率都是無功功率。

    (2)物理意義在5次諧波電流的瞬時功率中，一部分是正功率，另一部分是負功率，并且正功率和負功率的總面積正好相等，故平均功率為0，如6.3節中的圖6-12所示。

    2．非正弦電流的功率因數

    (1)基波電流與電壓同相位在基波電流與電壓同相位的情況下，上述的位移因數可不必考慮。

    非正弦電流的有效值由下式計算：

      (12-7)

式中I1，I5，I7-基波電流、5次諧波電流和7次諧波電流的有效值（三相對

    稱電路中不存在以3為倍數的諧波電流）。

    因為非正弦電流的無功功率是由于電流波形發生畸變而形成的，故其功率因數用畸變因數來表述，即

      (12-8)

式中v-畸變因數。

    (2)基波電流與電壓不同相  當基波電流的相位與電壓相位之間存在相位差時，有：

    1)各次諧波電流的平均功率仍為0；

    2)基波電流與電壓之間因有相位差而產生的位移因數必須考慮。

    所以，非正弦電流的功率因數的表達式為

    λ=vcosφ    (12-9)