关于变频的怪问题

这两天在一个大学里做一个实验，发现了这么一个奇怪的问题，请求变频界的高人赐教；
我们用了一块功率表、一个电磁流量计和一个变频器来测水泵的一些参数，
第一次，把变频器设置在工频50HZ的情况下，测得水泵流量为7.3m3/h、电功率为530W；
第二次，把变频器设置在变频档，但是频率同样为50HZ，测得水泵流量为7.3m3/h、电功率为420W；
这就奇怪了，同样是50HZ的电源，为什么经过变频器处理一下后，功率竟然能下降20%左右？？？
我们问了一下那边的教授，他的解释是：
第一.变频器降正弦波的交流电调整成方波的交流电，频率不变。但是方波的电源在低电压的时间远比在高电压的时间短，也就是有效电压更多，所以方波的功率比正弦波的功率小。
第二.变频器在工作时，对功率表有一定的干扰，所以我们测得的功率信号有一部分干扰因素在里面。

现将这个问题提在这里，望高人们讨论讨论。为小弟以及看过这篇帖子的人解惑。

wdbb888

2007年03月15日 00:41:51

12楼

以下是引用lxm774在2007-03-14 16:24:04.0发表的内容：
我们知道三相电有功功率P=√3*U*I*COS∮,如果变频器使得功率因数得以提高，即便是有功功率不能得以提高，但是由于有功电流的有效减少，就会使得功率表读数降低。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------昏倒N次。。。

变频器提高功率因数，有功电流能够有效减少？--是视在电流减少了吧。
功率因数提高，视在电流减少，此消彼长，能使得功率表读数降低？如果这样也可以，拿个不值钱的电容岂不也可以节能了？

荔枝兔

2007年03月15日 12:37:15

13楼

5F的解释是有问题的：
1．“变频器的电容有功率因数补偿作用,可以降低电流20%左右”，打开变频器看看，变频器电容的电容量到底有多大？竟然可以降低电流20％？如果这种技术真实存在，全国电容补偿柜的体积就可以缩小N倍！不说节电贡献，仅仅材料节约就是一个天文数字！还折腾什么变频器啊，还不去领诺贝尔奖？用你12F的矛去刺你5F的盾结果如何呢？
现代变频器确实可以从功率因数和效率两方面提高电动机的运行性能，例如带有AEO（自动能耗控制）功能的变频器，利用电压调节功能可以在与负荷无关的条件下维持电动机的最高运行效率，同时通过电压和电流之间的矢量控制来实施对功率因素的调节。这些技术都能有效地降低电流，使得功率表计的读数减少。这和采用无功功率电容补偿调节电机功率因数的技术有着完全不同的机理。
2．另外，即便是采用了无功功率电容补偿技术，来往电容充放的电流并没有消失啊，还是要在电机与变频器之间的配线上来回流动，何以“只有在配线比较小情况下，可以降低部分线损。有少量（1%）节能表现，”？
3．水泵的流量、扬程是由水泵实际工作点决定的，也就是由水泵特性和管网特性的交点决定水泵的流量和扬程，而不是流量与扬程决定水泵消耗的功率。当水泵特性或者管网特性改变时，无论是水泵的流量、扬程还是功耗都会随之改变。在管网特性不变的前提下，电源电压波形（方波或者正弦波）的不同，就会改变水泵特性从而使得水泵特性随之改变，因果关系倒置了，所以“这个与能量守恒是违背的，如果流量与扬程一样，水泵消耗的功率是一样的，不存在与方波形有关（实际上方波用在普通电动机上，只能降低电动机效率，增加功耗，而不是减少）。”的论述欠妥。
4．交变的方波可以被分解成相同频率的基波既正弦波和N个基波奇次倍频率的高次谐波，可见方波与正弦波的主要区别在于多次谐波的存在。高次谐波的出现会对电机的损耗和效率产生影响，单纯的变频会因为高次谐波电流流进三相电动机后，产生高频率旋转磁场，使得各类杂散损耗剧增，齿、槽碶局部过热，甚至烧毁电机。这也是变频器在调频的同时还要采取调压控制技术的主要原因之一。如果像5楼所说，直接将方波施加电机，而不对电压实施控制的话，并不会出现其想象中的“方波时电动机的电流脉动显著，会产生电压震荡生成谐波。”的现象，因为电机556！哪里还有什么跑步和跨栏啊？
5．“现在好一点的变频器都是想办法模拟正弦波。”不论模拟正弦波的是方波还是三角波或者是其他什么波形，毕竟都还不是正弦波，其根本的区别之一就是除了正弦基波之外是否还含有高次谐波！这是目前所有品牌变频器共同面临的技术挑战。请问您见过“跑步”的变频器吗？穿上马甲不还是方波吗？就不认识了？
6．顺便说一句，5楼的比喻很有趣，“理论上只有在平面上滑冰最舒服。也就是直流电的效率才是最好的，只是由于直流电的输送与变压损耗太大，对集中供电的系统不适用。目前只有在超高压输送时采用直流。”＝废话！直流还用变频吗？滑冰（直流）也好，跑步（正弦波）也好遇到障碍物不是还要跳起来吗？总不会是滑着或跑着去撞墙吧？能跳过去，为什么不跳呢？要实现“现在好一点的变频器都是想办法模拟正弦波。”的目的，载波频率至少要在12kHz以上，现代变频器的开关频率甚至可以达到上百kHz，大胆设想一下，如果跨栏的频率能够达到如此境界（当然那是超人），和跑步的区别是不是就可以忽略了？
7．“---因为是在50HZ条件下，所以实际上变频器是没有工作的。仅仅是并上了变频器上的电容与少量变频器供电损耗而已。”这样的说法与楼主给出的条件是相孛的! 楼主明确告诉大家：第一次，把变频器设置在工频50HZ；第二次，把变频器设置在变频档，但是频率同样为50HZ。如果第二次“实际上变频器是没有工作的”那么和第一次有什么差别？两组不同的实验数据又是如何产生的？按照您的主观臆想，功耗不但不是减少，而是还要并上了变频器上的电容与少量变频器供电损耗，对吧？

yklts

2007年03月15日 14:24:41

14楼

好强！！好强！！
荔大侠还是保持了一贯的笔锋犀利、思维严密、逻辑性强的作风。
能看到两位大侠的论战，乃三生有幸。

shigu

2007年03月15日 15:37:12

15楼

一般性讨论，不要上纲上线。

学习中……

wdbb888

2007年03月15日 15:56:51

16楼

呵呵连有功电流与无功电流都没有弄清楚，就大话连篇？
不要以为所有人都没有常识。
变频器的无功补偿是小孩子都知道滴，回去翻翻书再来吧。

wdbb888

2007年03月15日 16:31:14

17楼

讨论问题的方法是问题一个个解决。如果别人拿出一个不同意见，自然是先解决这个问题，再论其他。
而某人就是喜欢在别人拿出一个不同意见的时候，不但回避这个意见，反而东扯西拉，搞出一大堆问题。
就这一大堆问题，全是胡扯还没有一个是针对性的。如果你继续把他一大堆错误百出的问题进行反驳，他又不正面回答你，只是又整出更大一堆的问题。
这位荔枝就下好这套路，多数人没有和他讨论的兴趣，连制冷网鼎鼎大名的思考大虾都只有骂娘的份了。偶呢，不是他的对手，与他的讨论就此终止！