石油學報變頻調速系統畸變功率和功率因數的分析bookmark0統功率因數即變頻器輸人端的功率因數，采用有功功率P與視在功率S的比來確定，或用基波電流與電源電壓夾角的余弦來確定，均存在偏差。本文提出了由5、尸、Q和W構成的功率四邊形的新概念，給出了實際功率因數的計算公式；確定了實際功率因數、總功率因數和位移因數之間的大小關系。并利用大慶采油二廠變鐸調速輸油系統的實測現場數據，證實了本文的結論。

　　主題詞：變頻調速系統；諧波；畸變功率；功率因數；功率四邊形；現場數據刖m變頻調速技術在我國各油田的輸油系統中，得到了廣泛應用，并收到了良好的節能效果，圖i是由變頻器VVVF、異步電機M和離心泵P構成的變頻調速開環控制的方框圖，可見，變頻器的功率因數即是系統的功率因數；因而，分析系統的功率因數、畸變功率，應從變頻器工作時的P、S、Q等關系出發。

　　在變流技術中，功率因數co外常采用兩種方法來定義，即總功率因數A為變頻調速系統方框圖義，即由于變頻器工作時，不管采取哪種控制方式，也不管采取什么樣的主接線方式，都不可避免地將產生諧波電流，因此，和Q（無功功率，kvar）之間已不滿足在正弦交流電路中所遵循的關系了。因此，由之間構成了功率四邊形，以及畸變功率iV和功率因數cosp的計算方法。

　　2考慮畸變功率iV時的功率四邊形2.1功率四邊形具有足夠大平波電抗器的單相或三相對稱的晶閘管變流器，設其輸人側相電壓=則其電流丨的波形見。圖中，方波電流：正、負對稱“滿足狄里赫利條件，因此可把〗分解成傅氏級數的形式，即為基波電流wi=sin（ft9iM口'〗與w同頻率。

　　中，比外加電壓滯后奶角；由半導體變流技術知，奶=，電流/的有效值為由三角函數的正交性可知，不同頻率的正弦量相乘，其積分值在一個周期內為零。所以所示的電流/中，只有基波電流能與外加電壓m形成有功功率P和無功功率Qw，其值分別為基波電流產生的基波視在功率A為總功率因數f比實際功率因數cosf大sinftsinp'；而由知=，故得尸式（14）提供了由5、尸、Q的值求實際功率因數cosp的方法。

　　3功率四邊形的應用實例利用本文提出的功率四邊形和有關公式，可以求輸油系統中變頻器輸人側的畸變功率W和實際功率因數cosf；畸變功率V尚無儀表可測。

　　以大慶油田采油二廠某一輸油泵站一臺富士變頻器，于1996年11月26日實測數據為例，其實測P和Q 3.1求畸變功率iV及驗證文中某些結論由于S2 3-2求實際功率因數cos）等參數總功率因數A為由式（14）求得的實際功率因數co呷為位移因數角由畸變功率AT引起的畸變角f'為=arcsinf=由上述計算結果可知，用式（14）求得的實際功率因數cos爐與用cos9=cos（9i+9）的計算值相比，有6915的值與：03（+）=0.6810相比較，其差值為0.0105，顯然誤差更大，因此用式（14）計算的功率因數更接近實際。

　　3.3驗證式（15）由于cos9，因此文中的結論，不僅適用于輸油系統中應用的變流裝置，也適用于其它場合下應用的變流器。