变频器各部分电流之间的关系优化

图1-15 是变频调速系统的示意图。由图可知：

图1-15 变频器各部分的电流

1.各部分的功率

（1）变频器的输入功率

式中 P_S——变频器的输入功率（kW）；

U_S——电源线电压（V）；

I_S——电源线电流（A）；

λ——输入电路功率因数，其含义详见后述。

（2）直流回路功率

P_D＝U_DI_D×10^-3 （1-5）

式中 P_D——直流回路的功率（kW）；

U_D——直流回路电压（V）；

I_D——直流回路电流（A）。

（3）变频器的输出功率也是电动机的输入功率，计算如下：

式中 P_M1——变频器的输出功率（kW）；

U_M——变频器的输出线电压，也是电动机的输入线电压（V）；

I_M——变频器的输出线电流，也是电动机的输入线电流（A）；

cosφ₁——电动机定子侧的功率因数。

（4）电动机轴上的输出功率

式中 P_M2——电动机轴上的输出功率（kW）；(www.xing528.com)

T_M——电动机的转矩（N·m）；

n_M——电动机的转速（r／min）。

2.频率下降后各部分的功率

（1）电动机的输出功率

假设：负载是恒转矩的，即负载阻转矩的大小与转速高低无关：

T_L＝const

则由式（1-7）可知，当电动机的转速因频率下降而下降时，电动机的输出功率也必下降：

（2）其他各部分的功率根据能量守恒的原理，在各部分的功率损耗忽略不计的情况下，有

P_S≈P_D≈P_M1≈P_M2 （1-8）

式（1-8）是分析各部分电流大小的理论基础。

当频率下降时：

P_M2↓→P_M1↓→P_D↓→P_S↓

3.频率下降后各部分电流

（1）电动机的电流（即变频器的输出电流）如上所述，变频器的输出电流与频率无关，即

I_M≈const

在这里，P_M1的下降是因为变频器的输出电压U_M是随频率下降而下降的结果，即

（2）直流电流在直流回路里，电压U_D是不变的，但功率P_D减小了，所以频率下降时，电流I_D将减小，即

（3）输入电流变频器输入侧的电源电压U_S也是不变的，但输入功率P_S减小了，所以频率下降时，电流I_S也将减小，即