变频调速系统输入电流不平衡

    变频调速系统在低频运行时，整流桥的三相输入电流常常是不平衡的。

    1．整流桥接电阻负载

    变频器输入的三相电压经全波整流后的电压波形具有6个脉波，如图1-43所示。

    图1-43    三相整流桥向电阻负载供电

    每个脉波的上升沿都要轮流地向滤波电容器充电，充电过程是有序的。

    在每个脉波的下降沿，实际上是滤波电容器向负载电阻放电的过程。因为电阻值是常数，所以，每个脉波的放电电流都是相等的。或者说，放电的过程是均等的。

    所以，当三相整流桥的负载是电阻负载时，滤波电容器上的充、放电过程具有“有序充电，均等放电”的特点。在这种情况下，整流桥的三相输入电流是平衡的。

    2．整流桥接感性负载

    逆变桥的负载是电动机，属于感性负载。如前文所述，负载也要向滤波电容器充、放电。并且，由于逆变桥的输出频率是随意的，和输入侧的电流频率不相等，两者对滤波电容器充放电的步调不一致。例如，当输出频率为25Hz时，电流比电压滞后的时间设为7.5 ms，如图1-45所示。就是说，在7.5ms的时间段内，负载一直在向电容器充电。而三相全波整流后，每个脉波的时间只有3. 3ms，就是说，当第2个和第3个脉波来临时，负载还在向电容器充电，第2个和第3个脉波实际上并没有充电，于是6个脉波向滤波电容器充电的有序性被破坏了。

    图1-44    变频器内的充、放电情形

    图1-45    输入电流的波形及其谐波分析

   a)输入电路b)电压波c)电流波d)谐波分析

    再看放电，滤波电容器向电动机的放电电流是正弦电流，是由小逐渐增大的。因此，6个脉波的放电电流是各不相同的。就是说，放电的均等性也被破坏了（见图1-44）。

    总之，6个脉波的充电既不有序，放电也不均等，所以，三相输入电流是不平衡的。并且，哪相电流大，哪相电流小，是随变频器输出频率的大小以及负载的轻重而变的，并无规律。