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变频器电机空载运行的无功功率是谁提供的？ 点击：7934 | 回复：59



刘志斌

    
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发表于：2010-10-01 09:55:17
楼主
想和大家讨论电机变频空载运行时，电机无功率是谁提供的？
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刘志斌

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发表于：2010-10-01 09:59:54
1楼

1、异步电机空载运行时，是一个大电感；

2、异步电机变频器空载运行时，不会改变其负载性质，也就是说，还是一个大电感；

3、既然异步电机变频器空载运行时，不会改变其负载性质，那么异步电机空载运行的无功功率是谁提供的？

4、原理是什么？

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第五纪冰川

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发表于：2010-10-01 11:25:16
2楼

由变频器提供，原理可以把 电源   变频器   电动机  分开，把变频器想象成为一个 能源变换器（不同于变压器），如果有网侧SPWM整流器的变频器更可以实际观察到，网侧功率因数非常高（0.95以上），而电动机侧功率因数很低（如0.85），而变频器从电网取得的有功和电动机负载消耗的有功是一样的（忽略变频器有功消耗），这可以证明无功由变频器提供。变频器中的直流总线电容器是无功的提供者，我记得电流源型变频器的无功是由电网提供的。楼主可以搜索论坛中多电平单元串联高压变频器相关帖子，其中谈到使用多组移相整流单元（多重化整流）可以把变频器的网侧功率因数控制到很高，如多重化足够多可以达到功率因数为 1  ，而电动机侧功率因数由负载决定（压/频非节能模式）。我在从实际应用数据中可以确定这个说法，注意电流源型变频器不同，它是由电网提供的。

楼主可以参考专业书籍。

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刘志斌

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发表于：2010-10-01 11:48:44
3楼
引用第五纪冰川 的回复内容：

……有网侧SPWM整流器的变频器更可以实际观察到，网侧功率因数非常高（0.95以上），……

 

 

1、由于变频器与电网之间是整流关系，不存在能量交换，无功功率为零，功率因数为1或无意义；



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刘志斌

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发表于：2010-10-01 11:52:42
4楼
2、说“有网侧SPWM整流器的变频器更可以实际观察到，网侧功率因数非常高（0.95以上）”，是因为输入电抗器的缘故吧，或者类似的情况造成的。
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刘志斌

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发表于：2010-10-01 11:55:31
5楼
引用第五纪冰川 的回复内容：

……而电动机侧功率因数很低（如0.85），……

 

 

1、电动机空载的功率因数很低，0.4以下；

2、你说的是负载运行的功率因数；

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刘志斌

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发表于：2010-10-01 12:11:37
6楼
引用第五纪冰川 的回复内容：

……这可以证明无功由变频器提供。变频器中的直流总线电容器是无功的提供者，……

 

 

1、变频器的逆变器与电动机直接相连，当然无功功率是电容器提供的；

2、电容器只能通过逆变器与电动机之间交换能量；



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刘志斌

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发表于：2010-10-01 20:52:19
7楼

3、变频器的逆变器的工作原理是“有源逆变”，即异步电机产生的电势能回馈电容器；

4、这时变频器的直流部电压由于电荷积累而升高；

5、而直流部电压升高，整流输入电流减小；

6、当直流部电压升高到一定程度时，整流输入的电能只等于电机空载损耗，达到最小值；

7、异步电机与直流部之间交换能量，恰好是电容、电感之间的能量交换；

 

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刘志斌

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发表于：2010-10-01 20:55:41
8楼
8、达到动平衡时，直流部电压偏高，此时绝不能认为是过压，不能启用制动电阻，更不能过压保护！
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第五纪冰川

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发表于：2010-10-02 16:27:07
9楼
原来如此，如此说，整流器功率因数和无功没关系了?
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刘志斌

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10楼

引用第五纪冰川 的回复内容：原来如此，如此说，整流器功率因数和无功没关系了?

1、整流器，电流的方向是一个方向，整流二极管决定的；

2、只要电流方向与电压方向一致，就只有有功功率，没有无功功率；

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floatyun

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11楼

"只要电流方向与电压方向一致，就只有有功功率，没有无功功率."

这是什么概念?

功率因数的定义是电压矢量和电流矢量夹角的余弦。

电流的流向和电流矢量方向完全是两个概念。

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刘志斌

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发表于：2010-10-09 20:36:37
12楼
引用floatyun 的回复内容：

……功率因数的定义是电压矢量和电流矢量夹角的余弦。电流的流向和电流矢量方向完全是两个概念。……

1、电流的流向和电流矢量方向完全是两个概念；

2、电流的流向，是电荷在导线里运动的实际方向；

3、电流矢量的方向与X轴的夹角，就是正弦交流电流的相位角ωt+φi；

4、电压矢量的方向与X轴的夹角，就是正弦交流电压的相位角ωt+φu； 


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刘志斌

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发表于：2010-10-09 20:43:52
13楼
引用floatyun 的回复内容：

……功率因数的定义是电压矢量和电流矢量夹角的余弦。……


1、功率因数的定义是电压矢量和电流矢量夹角的余弦。

2、功率因数等于有功功率P与视在功率S的比值；

3、电压矢量和电流矢量夹角，也等于负载阻抗角，所以功率因数也等于电阻R与阻抗Z的比值；

 

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刘志斌

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14楼
引用floatyun 的回复内容：

"只要电流方向与电压方向一致，就只有有功功率，没有无功功率."这是什么概念?……


1、当电压矢量和电流矢量夹角为零时，功率因数为1；

2、当电压矢量和电流矢量夹角为零时，电路的阻抗Z 等于电阻R，即Z=R，为纯电阻电路；

3、纯电阻电路电压矢量和电流矢量夹角为零，同相位，同时到达最大，同时为零；

4、电压矢量和电流矢量夹角为零，同时为正，同时为负，电流方向与电压方向始终一致，只有有功功率，没有无功功率；

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刘志斌

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15楼

1、我就是不怕有人来发问，来质询，来质疑！

2、有人不同，害怕别人来发问，来质询，来质疑！

 

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第五纪冰川

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发表于：2010-10-10 13:58:57
16楼

整流器功率因数的定义和正弦电路功率因数的定义不尽相同。

整流器也需要电源提供无功功率。

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刘志斌

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发表于：2010-10-10 14:11:39
17楼
引用第五纪冰川 的回复内容：

整流器功率因数的定义和正弦电路功率因数的定义不尽相同。……


1、功率因数的意义只能是一个，不能是两个；

2、变频器输入侧的功率因数，一般是输入电抗器造成的；


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刘志斌

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发表于：2010-10-10 14:16:14
18楼
引用第五纪冰川 的回复内容：

……整流器也需要电源提供无功功率。

1、整流器的元件是二极管，单向导电；

2、这就限定电流方向，不能倒流；

3、这与逆变器不同，逆变器的负载是电机时，会发生有源逆变，就是电能回馈直流部；

 

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第五纪冰川

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19楼

天津电气传动设计研究所 《电气传动自动化技术手册》第二版    743页开始到785页有对直流传动，交-交变频器，交-直-交变频器整流器作定性分析，其中有对功率因数和无功补偿的详细解释。

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第五纪冰川

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发表于：2010-10-10 19:38:53
20楼

《电气工程师手册》第二版 270页开始到272页也有相关阐述。

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