石油學(xué)報(bào)變頻調(diào)速系統(tǒng)畸變功率和功率因數(shù)的分析bookmark0統(tǒng)功率因數(shù)即變頻器輸人端的功率因數(shù)，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(gòu)成的功率四邊形的新概念，給出了實(shí)際功率因數(shù)的計(jì)算公式；確定了實(shí)際功率因數(shù)、總功率因數(shù)和位移因數(shù)之間的大小關(guān)系。并利用大慶采油二廠變鐸調(diào)速輸油系統(tǒng)的實(shí)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，證實(shí)了本文的結(jié)論。

　　主題詞：變頻調(diào)速系統(tǒng)；諧波；畸變功率；功率因數(shù)；功率四邊形；現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)刖m變頻調(diào)速技術(shù)在我國各油田的輸油系統(tǒng)中，得到了廣泛應(yīng)用，并收到了良好的節(jié)能效果，圖i是由變頻器VVVF、異步電機(jī)M和離心泵P構(gòu)成的變頻調(diào)速開環(huán)控制的方框圖，可見，變頻器的功率因數(shù)即是系統(tǒng)的功率因數(shù)；因而，分析系統(tǒng)的功率因數(shù)、畸變功率，應(yīng)從變頻器工作時(shí)的P、S、Q等關(guān)系出發(fā)。

　　在變流技術(shù)中，功率因數(shù)co外常采用兩種方法來定義，即總功率因數(shù)A為變頻調(diào)速系統(tǒng)方框圖義，即由于變頻器工作時(shí)，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(chǎn)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(guān)系了。因此，由之間構(gòu)成了功率四邊形，以及畸變功率iV和功率因數(shù)cosp的計(jì)算方法。

　　2考慮畸變功率iV時(shí)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(duì)稱的晶閘管變流器，設(shè)其輸人側(cè)相電壓=則其電流丨的波形見。圖中，方波電流：正、負(fù)對(duì)稱“滿足狄里赫利條件，因此可把〗分解成傅氏級(jí)數(shù)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(dǎo)體變流技術(shù)知，奶=，電流/的有效值為由三角函數(shù)的正交性可知，不同頻率的正弦量相乘，其積分值在一個(gè)周期內(nèi)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(chǎn)生的基波視在功率A為總功率因數(shù)f比實(shí)際功率因數(shù)cosf大sinftsinp'；而由知=，故得尸式（14）提供了由5、尸、Q的值求實(shí)際功率因數(shù)cosp的方法。

　　3功率四邊形的應(yīng)用實(shí)例利用本文提出的功率四邊形和有關(guān)公式，可以求輸油系統(tǒng)中變頻器輸人側(cè)的畸變功率W和實(shí)際功率因數(shù)cosf；畸變功率V尚無儀表可測(cè)。

　　以大慶油田采油二廠某一輸油泵站一臺(tái)富士變頻器，于1996年11月26日實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為例，其實(shí)測(cè)P和Q 3.1求畸變功率iV及驗(yàn)證文中某些結(jié)論由于S2 3-2求實(shí)際功率因數(shù)cos）等參數(shù)總功率因數(shù)A為由式（14）求得的實(shí)際功率因數(shù)co呷為位移因數(shù)角由畸變功率AT引起的畸變角f'為=arcsinf=由上述計(jì)算結(jié)果可知，用式（14）求得的實(shí)際功率因數(shù)cos爐與用cos9=cos（9i+9）的計(jì)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(jì)算的功率因數(shù)更接近實(shí)際。

　　3.3驗(yàn)證式（15）由于cos9，因此文中的結(jié)論，不僅適用于輸油系統(tǒng)中應(yīng)用的變流裝置，也適用于其它場(chǎng)合下應(yīng)用的變流器。