变频器使用寿命、功率因数及谐波干扰(功率因数 传感器 变送器 谐波)

用户首先购买并使用逆变器可满足其预期用途的需求，但用户还对其他问题（例如寿命，谐波，效率和功率因数）感兴趣。

1.变频器寿命

对于逆变器，影响寿命的组件包括:自冷却风扇，一个接触器，该接触器在通电时会使限流电阻短路，并且内部还有一个较大的电解电容器。中间链接。

前两个组件是机械磨损的组件，通常使用寿命为5年。但是，5年后并不一定需要更换它，只需要清洁和检查它即可，如果可以的话，您可以继续使用它。最后部分的寿命也规定为5年，并在5年后测量电容值，如果电容值小于额定值的80％，则应将其更换。实践经验已经证明，连续使用逆变器，电容器通常可以使用10到20年。如果长时间不使用，电容器很容易变干。因此，如果在使用前将逆变器存放了半年以上，则必须为逆变器的大电容器重新通电。

2.效率

变频器（包括电动机）的效率代表整体效率，即变频器本身的效率与电动机效率的乘积。换句话说，它是电动机的输出机械功率与从电网整体输入的有功功率之比。这里仅讨论逆变器的效率。逆变器消耗一部分能量作为电源转换设备。变频器的整体效率与负载和工作频率有关。当电动机负载超过75％并且工作频率超过40Hz时，变频器本身的效率可以达到95％或更高，而总效率可以达到85％或更高。对于高压大功率逆变器，系统效率可以达到96％以上。

3.功率因数

在此，功率因数是指整个系统的功率因数，不仅与电压和电流之间的相位差有关，而且还与电流的基波含量有关。电动机本身的功率因数通常在0.71至0.90之间，而小容量电动机则较小。大容量电机较大，2极电机较大，8极和10极电机较小。整个系统的功率因数与系统的负载状况有关，在轻载时较小，在满载时较大。低速时小，高速时大。可以说，变频调速系统（无相控制整流）的功率因数在基频和满载运行时通常不小于电动机在满载和工频运行时的功率因数。因此我们通常不考虑它。我们通常提到的安装电抗器以提高功率因数实际上是为了减少电网侧输入电流的失真因数，从而在电动机轻载运行时提高整个系统的功率因数。对于高压大功率逆变器，功率因数可以达到0.95或更高。

4.谐波干扰

（1）谐波产生方法。

1）整流部分。大电容器连接到逆变器的整流器部分。因此，在轻载下，电网侧电流为双尖峰，电流畸变较大，对电网造成谐波污染，电网侧功率因数较低。

2）逆变器部件。从变频器的逆变器部分输出的电压是脉宽调制波，除基波外还包含许多谐波。输出到电动机的电流严重失真，并且包含大量电流。高次谐波。

（2）谐波损坏。

1）它会损害电网。电源电压的质量下降。它会影响连接到同一电源变压器的其他设备，电器和计算机的正常运行。增加补偿电容器的泄漏电流并提高温度。

2）对电机有危险。电机加热（低阶电流谐波会增加铜损，谐波谐波会增加铁损）。电机噪音增加。它产生脉动转矩。电动机消耗的无功功率分量增加。从中性点到地面的高频泄漏电流增加。谐振电压会影响电机的绝缘寿命。

增加调制频率可以减少电动机的噪音并减少输出转矩的脉动，但会增加变频器的开关损耗和射频干扰。前者降低了逆变器的效率，而后者则干扰了通信设备和电器的正常运行。

（3）如何消除谐波。

1）在有源侧，逆变器本身不产生谐波或不产生谐波。更高的调制频率，目标函数，多相，例如使用多重整流技术（12相或24相整流技术，PWM整流技术和有源功率因数校正电路APFC（有源功率因数校正））。

2）在无源侧，应采取措施减少电网和其他设备的变频器产生的谐波干扰。相和相交流电抗器的安装，射频噪声滤波器的安装，浪涌吸收电路的安装等。

在变频器的实际使用中，电网侧的电压谐波通常不超过标准，但是电网侧的电流谐波会大大超过标准。高电压和大功率逆变器的电网侧输入电流的THD（失真因子）和电动机的输入电流可以小于3％。