变频器的输入电流输出电流？

　　我最近在写东西，正巧有这方面的内容，所以特复制到我的博客上，供网友参考。

　　变频器的输入电流与电动机所需的功率、供电电压、变频器的效率、功率因数等有关。而变频器的功率因数是随着电源的阻抗而变化的，低阻抗导致较低功率因数，高阻抗导致较高的功率因数。由于变频器所带负载是电动机，使输入输出的功率因数不一样，用变频器后输出端的功率因数是高于输入端功率因数的。

　　电动机的电流取决于所需的轴功率，电动机的功率因数通常比变频器的功率因数要低，由于这个特点，变频器的输入电流就会比所驱动的电动机电流要小一些。如有一台15KW／380V的4极电动机，用一台对应的变频器拖动，现把相关参数计算如下：

　　从上可看出，变频器的输入电流比输出电流小是客观存在的。有人认为以下因素也会导致变频器的输入电流比输出电流小。

　　变频器的输出电流是由逆变器提供的，通过脉宽调制电流的波形近似于正弦，只有增大输出，才能保证负载的需要，一般大于输入的10%。　　变频器在运行时输入端、输出端的电流含有高次谐波，很难测量出相位角，按传统测量方法也会产生测量误差。

　　常规仪表测量含有谐波成分的电流、电耗是会有一定的误差，但不管测量的结果如何，变频器的输入功率因数一般较高，约0.95以上，而电机输入功率因数，一般为0.85左右，那么从能量守恒来考虑。输出电流必定比大于输入电流才能满足等式的平衡。

网友lanlove109：不同意上面说法，上面是针对变频器跟马达分开来计算，但是实际中你用变频器来带动马达运转，你变频器输入15KW的功率能输出17KW的功率吗？这样能量还能守恒吗？你当变频器是自主产生能源么？能量损耗呢 ？

　　楼主那情况我在测试过程中遇到很多，根据示波器波形，输出的是正弦波，所以用勾表或者示波器都可以读出其电流值，但是输入的电流是类似兔子耳朵形状的波形，根本不能用那数据来判断其电流值。

　　如果真的是输出电流大于输入电流（有效值），只能有一种情况，你输入440V电源的话，但是输出的是比如380V，那样根据变频器的内部模式，输出会大于输入，但是计算功率的话，绝对输入大于输出。

楼主dlr：我们来看看变频器驱动电动机时的电流情况，仍以原来的例子计算如下:

　　从计算可看出，变频器的输入电流比输出电流小是客观存在的。但要指出上述计算的电流是理论值，而不是测量值，因为传统的测量仪表是测不准非标准波形相关参数的；虽然理论值与实际值是会有一定的差异，但并不影响以上结论。

网友kdrjl：网友lanlove109和楼主dlr的发言观点，都是在论述自己的正确。我呢，还是倾向于网友lanlove109的观点。原因就是能量守恒定理。如果楼主dlr能解释如何符合能量守恒？那就很有看头了。

　　我只注意过变频以后的电机额定转速，都是比电机铭牌数据所标的电流小（风机类负载）。还没注意过变频器的输入与输出电流之间的比值。

网友华翔电气：这个问题很有意思。从原理来讲，一定遵守能量守恒定律，但变频器的输出电流和输入电流在相位不同，时序也不存在一一对应关系，所以没有可比性。输入的电压经过整流桥，电容滤波储能，再经过逆变转换，这个时间都必须考虑的。但是输入电流比输出电流小，这个确实存在，但这个不是在电压相等，时间统一的情况下发生的。大家有没有发现，输入那边的电压，一般情况下输入电压都是高于380V的，而输出的电压同一刻也不一定等于380V的，当然我们讨论的是运行频率为50HZ。

　　大家可以想一想，电机的能量从哪来？先从电容储能的母线获取的，那母线的能量哪来？是整流桥输入来的，这样的输出电压怎么可能实时等同于输入呢？你不够吃了才伸手向别人索要的。而输入的电压呢，不会变化太大，当然也会有变化，毕竟电网也不会安宁的。所以输出电流大于输入电流很大的原因是电压的不均衡造成，但也不完全，还有很多因素在里面。但在一定的时间内，一定遵守能量守恒定律。

楼主dlr：再谈变频器输入电流与输出电流的关系：

　　我在楼上对变频器驱动电动机时的电流情况进行了计算，可看出变频器的输入电流仍比输出电流小，即30.48-28.1=2.38A；其原因是因为电机与变频器的功率因素不同。但变频器的输入功率已从17.58KW下降到了电机输入端的17.05KW。这是符合能量守恒定律的。

　　该问题的讨论是由于我的不严谨和疏忽造成的。原因有二:

　　1．本问题的题目:“为什么变频器的输入电流比输出电流小?”用这题目当时的考虑是与网友的提问一致。但严格讲这儿的变频器输入不能等同于变频器的整机输入，而应该是指整流逆变的输入。因为变频器的控制及辅助电路也要耗电的，只不过其耗电不大被忽略了而已。

　　2.原文的计算，当时的考虑是为了更有可比性，所以用同一功率对变频器、电机进行了分别计算比较,其目的是想说明针对同一功率15KW而言，电机需要的有功功率是17.05KW, 而变频器驱动仅需要15.46KW, 原本是想以此来说明在相同的条件下，功率因数高电流就小，效率也高。但由于疏忽了直观性，这样在理解时可能有点绕弯子。结果才出现了网友对15KW驱动17KW的疑问。而采用后来的计算比较方法就直观了，而且更符合实际使用情况。

　　现再对有关问题作点说明。

　　通常都说变频器的输入、输出含有高次谐波，用常规测量仪表是测不准相关参数的，尽管如此，在用常规仪表测量时还是有人遇到了变频器的输入电流比输出电流小的测量结果。用测量法其测量结果的可信度低。而采用理论计算的可信度应该比用常规仪表测量要高。

　　采用计算法是基于以下几点的：

　　1．变频器输入电流中的高次谐波电流其平均功率为0。因为在电源电压的每半个周期内，有一部分是+功，有一部分是-功，其既在做功又在吸收能量, 高次谐波电流使电源与负载之间不断的进行能量交换，并不真正做功, 由于做功的总和为0，这也就不影响我们的计算结果。

　　2．基波电流与电压同相时，则有功功率就是基波电流与电源电压的乘积。

　　3．视在功率是总电流与电压的乘积。

　　4．变频器的功率因素是:有功功率和视在功率之比。

　　由于变频器输入电路的无功功率是由高次谐波电流产生的，故其功率因素并不高，有的产品其功率因素仅在0.7左右。对于采用了电抗器及多相整流等新技术的产品，其功率因素普遍较高。故计算中取值为0.95。

　　要强调的是，变频调速也可算是一个系统，这样其相互的影响就大，正如原文中所提到的很多因素也会导致变频器的输入电流比输出电流小。通过讨论，目的是找出一些影响因素，我们的讨论只是这些影响因素中的一种而已。

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