变频器的工作特性

                                                  

                              

        从图中可知，F=0～50Hz是恒转矩区，即T＝C，这时功率P呈线性上升。f＝50～400Hz是恒功率区，即P＝C，这时转矩T呈非线性下降。在实际使用变频器时，必须要注意的是负载的机械特性要与变频器的工作特性很好地相互匹配，才能更好地发挥变频器的应有作用。

     

           变频器的外特性（见图1）      变频器的外特性是讨论变频器的输出电压与频率之间的关系，即U＝F（f）曲线，这里U是输出电压，f是输出频率，F是函数，一般是线性关系，常用的有：

 

　　1）U＝400V， f＝60Hz，U／f=400／60＝6.67；

　　2）U＝380V， f＝50Hz，U／f＝380／50＝7.6；

　　3）U＝380V， f＝60Hz，U／f＝380／60＝6.3。

           　
　

                                                                   图1

 

     表1所示为输出电压与频率的实测值，供参考。

        

 

 

 

　　为了配合不同负载，根据低频补偿的使用要求，U／f曲线可人为设定选用，以更好地发挥变频器的使用功效（见图2）。 
                 

                                                                          图2

 

 

 

        众所周知，不论是变频器的输人端（R、S、T）及输出端（U、V、W）都是三相（各相位差120°），对称的电压或电流波形只有5、7、11、13、17、19、…次谐波及其基波（1次）存在。具体输人电流的各次谐波的实测值见图1，从图中可见5、7、11、13次谐波是主要的。各次谐波量值大小与变频器输出频率有关，见表2，且随输出频率的增大，谐波分量绝对值加大，相对值减小。所以，在较低频率运行时谐波造成的电动机发热、无功损耗增大、cosΦ减小的影响更大些；使输出频率高些，比输出频率低的谐波造成影响要小。 　

      

 　 表电源侧谐波电流实测数据 （单位：A）

 

　　一般配电系统变压器的容量远大于变频器容量的（如大于10倍以上）影响小，如lO倍以下建议加进线交流电抗器。但当单台变频器容量为300～500kW时，可考虑使用单独供电变压器，更经济实用或多台变频器总容量较大时，也可考虑用单独供电变压器。

　　总之，输人侧因电流的非正弦引起谐波，从而使电网电压畸变，会造成对其他用电设各的影响，所以对每台变频器有谐波电流合成总量THD%占基波值的百分比要求。一般为3%～5%，即在此值范围内电压畸变是允许的。

　　输出侧因电压的非正弦引起谐波电压，对电动机运行是不利的。原因是谐波电压易产生电动机端电压过高，当线路过长大于100M时易发生尖脉冲过电压，尤其对旧电动机绝缘有威胁，甚至击穿，并易发生电动机过热，所以对变频器的谐波电压合成总量TH%也有要求，一般为5%～7%，并建议尽可能提高载波频率值，以使输出电流尽可能正弦化，对电动机减小噪声振动也有好处。