变频电量

变频电量是指用于传输功率的，并且满足下述条件之一的交流电量。 1、信号频谱仅包含一种频率成分，而频率不局限于工频的交流电信号。 2、信号频谱包含两种或更多的被关注的频率成分的电信号。变频电量包括电压、电流以及电压电流引出的有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功电能等。

分析

一、两电平变频器的输出电流波形及电压波形

电流波形接近正弦波，电压波形为PWM波，图中较高的毛刺为过冲电压，缩短电缆，增加dv/dt滤波器等可以降低或消除过冲电压。

PWM波低次谐波含量较少，谐波主要集中在载波频率整数倍附近。

变频器的基波频率记为fs；变频器的载波频率记为fc；

那么，N=fc/fs就是载波频率比。

对于SPWM调制的三相变频器中，当N为整数时，不含N-2次以下的谐波。

假设fs=50z，fc=2kHz，则N=40，变频器输出不含38次以下的谐波。

且谐波频率为kfc±mfs，其中ks=1,2,3,4,5,6,7....k1=1,2,4,5,7...

一般而言，变频器的负载是电机，电机为感性负载，可以较好的抑制高次谐波，因此，理论上，变频器的载波频率比越高，变频器的输出电流的谐波含量越少。

二、六脉整流变频器的输入电流、电压波形图

变频器输入电流电压波形图

六脉整流变频器输入电流波形含有较大的谐波，其谐波主要为6k±1次，k为整数，且k≥1。类似的，12脉整流的输入电流的谐波主要为12k±1次，k为整数，且k≥1。

假设变频器为P脉整流，那么，变频器的输入电流中，不包含P-1次以下的谐波，其谐波主要为Pk±1次，k为整数，且k≥1。

三、变压器空载输入波形

变压器空载输入'尖顶波'

上图为单相变压器的空载输入波形图，图中电流波形畸变较大，根据其形状特点，一般称为“尖顶波”，由右侧频谱可知，尖顶波的谐波主要为奇次谐波，谐波阶数越高，谐波含量越小。

四、定子叠频法热试验的叠频波

定子叠频法热试验的叠频波

上图波形包含两种频率成分，分别为50Hz和40Hz，50Hz称为主电源，40Hz称为副电源。电压波形中，副电源幅值约为主电源的25%。

由于40Hz副电源的阻抗较低，电流波形中，其相对含量增大，波形波动变大。

产品

变频电量测量/计量产品

变频电量测试、计量的代表产品是AnyWay变频功率分析仪，校准、检定的代表产品是ATITAN天涛变频功率标准源。

特征

典型的变频电量波形图

其主要特征包括：

1、幅值变化范围大，可以从几伏变化到几万伏，从几安变化到几千安。

2、基波频率变化范围宽，基波频率可以从0.1Hz甚至更低变化到400Hz甚至更高。

3、相位变化范围宽，功率因数可以在-1~1间任意变化。

4、往往是非正弦、高畸变，谐波含量丰富。