变频器的输出电压.输出频率.功率因数.控制方法

变频器的输出电压由于三相零式变频器的输出电压波形是由各段整流电压拼接而成，各段电压的平均值按低频正弦变化。因为三相零式整流电路的平均直流输出电压最大值为相控角 a＝0 时的整流电压：

因此变频器每相输出电压的有效值为：

在理想情况下，用三相零式整流器组成变频器时，其最大输出相电压有效值可以达到电源相电压的83％。在实际运行中，为了不造成逆变工况的颠覆，a角不能小于某个极限值a_min，以便为逆变的晶闸管留有换相重叠角和恢复阻断的时间。所以实际情况下相控整流器每相最大输出电压为：

式中e为电压降系数，e＝cosa_min。所以交－交变频器输出的最大相电压的有效值为：

变频器输出电压的幅值用a_min来调节，若a_min及相应的各个控制角增大，则输出电压幅值降低。

变频器的输出频率对于三相变频器来说，因输入频率通常为电网频率，则当输出频率越低时，即输出频率与电源频率的比值越低时，在一个输出周期内所包含的电压波段数越多，输出电压的谐波含量越小。图7－4所示为输出、输入频率在不同比值下的输出电压波形，由图可见比值越小，谐波含量也越小。

图8－4

(a)f₀/f_I=1/2 (b)f₀/f_I=1/3 (c)f₀/f_I=1/6

在变频器中，为了减小谐波含量，降低负载转矩脉动，通常应保证f₀/f_I< 1/3，即f₀<16.7 Hz 。这也是变频器更适用于低频低速的应用场合的原因。

变频器的功率因数 在相控整流电路中，若设交流电压和电流基波分量之间的相位角为j，如忽略换流重叠角，在相控角为a时，整流装置的相位移系数cosj与相控角a间有如下关系式： cosj = cosa 变频器的输出电压既然由各段相控整流电压组成，因此cosj不高，而且cosa越小，cosj也越小。无论输出的负载性质如何，这种相位滞后都不可避免。图8－5为不同负载功率因数角y和不同电压降系数e时，cosj的变化规律。

图8－5

由图8－6可见，即使对于电阻负载cosy＝1，且输出为全电压e＝1，相位移系数cosj也仅为0.84左右。如果在整流电路中已经知道总的功率因数为l，相位移因数cosj和畸变因数g之间有如下关系式：

对变频器的进一步分析，可以得出其总的功率因数为：

因此电源输入端的畸变因数为：

变频器的控制方法 变频器通常采用余弦交点法进行控制，即由某一代表输出电压和输出频率的给定输出曲线与一余弦曲线相交，在交点处产生各晶闸管的触发脉冲。改变给定输出曲线的频率和幅值，可以控制交－交变频器的输出电压和频率的大小。这种余弦交点法很容易用微机控制来实现，并且适用于三相－单相或三相－三相交交变频器。若用模拟电路实现，可能受到干扰和温飘影响，使输出精度受到影响。余弦交点法的缺点是没有考虑电流断续的影响，输出电流在过零点时不够平滑。 ()