YVF变频（frequency conversion)调速电机的变频器（Variable-frequency Drive)的功率因数

2.1 考察的对象

(1) 功率因数偏低的影响

a) 对电动机的影响

对于电动机来说，功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)因数低，将会降低电动机的效率。如图3所示，功率因数低，意味着电流与电压之间的相位差较大，故在有功电流I1a相等的情况下，有:

可见，功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)因数低的最终结果，是电动机的铜损增加，故效率降低（reduce)。

电动机效率的降低（reduce)，虽然是用户应该考虑（consider)的问题，但却并不是供电系统考虑的主要问题。

b) 对供电系统的影响

供电系统在为用户提供电源时，要受到电流大小的制约。因为电流太大了，会使导线发热严重，损坏绝缘(insulated)。

如果供电线路里无功电流太多了，则有功电流必减小，影响了供电能力。对于供电系统来说，这是更为重要的问题。所以，供电系统总是通过进线处的无功电度表来考察用户的功率因数的。

(2) 变频器的功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)因数问题

a) 电动机侧的功率因数

YVF变频调速马达

对于交－直－交变频器而言，电动机侧的无功电流(Electron flow)将被直流电路的储能器件(电容器)吸收，反映不到变频器的输入电路中。因此，电动机的功率因数并不是供电系统考察的对象。

b) 变频器输入电流的功率因数

变频器的输入侧是三相全波整流和滤波电路，如图 5(a)所示。显然，只有当电源线电压的瞬时值uL大于电容器两端的直流电压UD时，整流桥中才有充电电流。因此，充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近，呈不连续（Continuity)的冲击波状态，如图5(b)和(c)所示。显然，变频器的进线电流是非正弦的，具有很大的高次谐波成份。有关资料表明，输入电流中，高次谐波的含有率高达88%左右，而5次谐波和7次谐波电流的峰值(peak)可达基波分量的80%和70%，如图5(d)所示。

如上述，所有高次谐波电流的功率都是无功功率。因此，变频器（Variable-frequency Drive)输入侧的功率因数是很低的。有关资料表明，甚至可低至0.7以下。

因此，变频调速系统需要考察的是输入电流的功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)因数。

（3) 功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)因数测量的误区

a) 输入电流(Electron flow)的位移因素(factor)

因为变频器（Variable-frequency Drive)输入电流的基波分量总是与电源电压同相位的，所以，其位移因数等于1。

b) 功率因数表的测量结果

功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)因数表是根据电动式偶衡表的原理制作的，其偏转角与同频率电压和电流间的相位差有关。但对于高次谐波电流，则由于它在一个周期内所产生的电磁力将互相抵消，对指针的偏转角不起作用。功率因数表的读数将反映不了畸变因数的问题。如果用功率因数表来测量变频器输入侧的功率因数，所得到的结果是错误的。