变频器谐波电流测试与分析

1

pf9830电能质量分析仪

波形采集计算机

2

2.1

PE电力电子

2009年第1期

25

防护等级：IP 67；

出厂编号：075120168；

出厂日期：2007-09；

内置变频器：T0.75，（数据0.75表示功率，单位：kW）。

2.3测试仪器与仪表

示波器采用美国TEK公司TDS210数字存储示波器。电能质量分析仪采用杭州远方仪器有限公司的PF9830三相智能电量测量仪（又名数字功率计、电参数测量仪，国际通用名：Digital Power Meter,简称DPM）。它的测量接线方式有4种：1相2线系统接线方式、3相3线系统接线方式、3相4线系统接线方式和3电压3电流系统接线方式。本文测试采用了3电压3电流系统接线方式，如图2所示。

2.4测试结果

（1）测试波形（见图3）

图2PF9830/3电压3电流系统（3V3A）接线图

图3加载0.8A时实测畸变电流波形图（2）测试数据（见表1）

表1不同负载条件下变频器输入侧Ａ相谐波电流测试数据表

负载情况备注设备

容量

各项指标Ａ相i=0

Te=2.5N·m

i=0.2A

Te=12N·m

I=0.4

T e=59N·m

i=0.5

Te=56N·m

i=0.6

Te=80N·m

i=0.8

Te=105N·m

加载条件

电压真有效值/V 395.3 388.8 385.1 396.7 397.1 386.7

电流真有效值/A 0.11 1.071 1.241 1.736 2.045 2.771

V 2.2 3.9 4.6 2.7 2.8 4.3 失真值总谐波电压

%0.5 1 1.2 0.6 0.7 1.1 相对值

A0.105 0.913 1.109 1.439 1.67 2.059 失真值总谐波电流

%326.5 163.4 140.1 142 139.1 123.7 相对值基波电压/V 395.2 387.9 385.1 397.4 397.5 386.9

基波电流/A 0.032 0.559 0.727 1.013 1.2 1.6

电压波峰比 1.418 1.417 1.419 1.424 1.421 1.419

电流波峰比 6.152 3.476 2.8 3.044 2.9 2.545

视在功率/VA 43.7 416.5 478 688.8 812.3 1071

有功功率/W 12.8 197.3 257.5 344.7 419.5 580

无功功率/var -41.8 366.8 -402.7 -596.4 -695.5 -901

功率因数0.293 0.474 0.539 0.5 0.516 0.542 相位角（度）d72.9 g61.7 d57.4 d59.9 d58.9 d57.2

0.75kW

d：电流相位超前电压相位（容性）；G：电流相位滞后电压相位（感性）。

2.5测试结论

通过测试数据与波形，可得到以下结论：

（1）随着负载加重，电流真有效值、总谐波电流值、基波电流值均增大，但总畸变率减小。

（2）随着负载加重，电流波峰比显著减小，轻载时电流畸变严重。

（3）随着负载加重，功率因数增大，但均比较小，说明非线性负载的功率因数较小。

3测试可靠性与数据误差分析

3.1测试数据可信性分析

数据的可信性可通过计算验证，以加载i=0.8A 为例：

（1）测试的总功率因数为λ=0.542；基波因数为

PE

2009年第1期

ν=I λ1=3.2图

图 4 实测波形谐波含量

图 5 实测波形谐波频谱

由图4可以看出，谐波电流含量较大的是1113、17、19次谐波，其他谐波含量均较小。图5表明，现场测试受环境的影响很大，背景谐波丰富。