变频器功率因数是多少?

变频器的输入电流 变频器的输入电流是三相交流电源经全波整流后向滤波电容器C 充电的电路。显然，只有当电源的线电压UL的瞬时值大于电容器两端的直流电压UD 时，才进行充电。所以，输入电流总是出现在电压的振幅值附近，呈不连续的冲击波形式。它具有很大的高次谐波成分。充电电流总是出现在电源峰值附近的有限时间内，呈不连续的脉冲波形。高次谐波的瞬时功率一部分为“ + ”，另一部分为“一”，属于无功功率。这种无功功率使得变频调速系统的功率因数较低，约为 O.7 ～ 0.75 。由于变频器输入侧功率因数较低的原因。不是电流波形滞后于电压，而是高次谐波电流造成的，所以不能通过并联补偿电容器来提高功率因数．而应设法减小高次谐波电流，具体措施就是接入电抗器，接在三相电源与整流桥之间。 直流电抗器，接在整流桥与滤波电容器之间。使用其中一种就有明显效果，两种共同使用可将功率因数提高到 0.95 以上。直流电抗器除了提高功率因数外。还能限制接通电源瞬间的充电涌流。另外，不允许在变频器输出端，即与电动机的连接端并接电容器。

几个基本定义： (1)功率因数的定义在交流电路中，把平均功率与视在功率之比，称为 功率因数，即 λ=P/S( 12-1) 式中λ-功率因数； P-平均功率，也叫有功功率(kW)； S-视在功率，也叫表观功率(kVA)。 (2)平均功率的定义一个周期内，功率的平均值称为平均功率，即 (12-2) 式中T-交变电流的周期(s)； u-电压的瞬时值(V)； i-电流的瞬时值(A)； dt-时间的微分(s)。 (3)视在功率的定义电压和电流有效值的乘积，称为视在功率，即 S=UI (12-3) 式中U-电压的有效值(V)； I-电流的有效值(A)。 1．基本分析设： u=Umsinωt i=Imsim(ωt-φ) 则 (12-4) 式中Um-电压的振幅值(V)； Im-电流的振幅值(A)； ω-角频率； t-时间(s)； φ-电流与电压的相位差角。 由式(12-1)和式(12-4)，得 (12-5) 式中cosφ-位移因数。 2．结论实际上，λ=cosφ就是同频率正弦电流的功率因数。在电力电子技术未进入实用阶段之前，电气设备中的电流绝大多数都是正弦波。所以，人们通常把电流与电压相位差角的余弦cosφ就定义为功率因数。 1．谐波电流的平均功率对于分析非正弦电流的功率因数来说，了解谐波电流的平均功率是至关重要的。在电工基础里，非正弦电流可以通过傅里叶级数分解成许多谐波电流，或者说非正弦电流可以看成是许多谐波电流的合成。 (1)基本分析今以5次谐波电流为例，分析如下： 设：u=Umsinωt i5=I5msin5ωt 则： (12-6) 式中P5-5次谐波功率的平均值(kW)； i5-5次谐波电流的瞬时值(A)； I5m-5次谐波电流的振幅值(A)。 式(12-6)表明，5次谐波电流的平均功率为0。可以进一步证明，所有各次谐波电流的平均功率都等于0，或者说谐波电流的功率都是无功功率。 (2)物理意义在5次谐波电流的瞬时功率中，一部分是正功率，另一部分是负功率，并且正功率和负功率的总面积正好相等，故平均功率为0，如6.3节中的图6-12所示。 2．非正弦电流的功率因数 (1)基波电流与电压同相位在基波电流与电压同相位的情况下，上述的位移因数可不必考虑。 非正弦电流的有效值由下式计算： (12-7) 式中I1，I5，I7-基波电流、5次谐波电流和7次谐波电流的有效值（三相对 称电路中不存在以3为倍数的谐波电流）。 因为非正弦电流的无功功率是由于电流波形发生畸变而形成的，故其功率因数用畸变因数来表述，即 (12-8) 式中v-畸变因数。 (2)基波电流与电压不同相 当基波电流的相位与电压相位之间存在相位差时，有： 1)各次谐波电流的平均功率仍为0； 2)基波电流与电压之间因有相位差而产生的位移因数必须考虑。 所以，非正弦电流的功率因数的表达式为 λ=vcosφ (12-9)