由于变频器工作于脉宽调制（PWM）方式的输出电压、电流中含有高次谐波，引起上述各项损耗比工频时要大，损耗的增加与PWM的调制比、载波频率等多种因素有关，其中的情况比较复杂，目前还没有准确的数学模型和方法将其计算和测量，考虑到基波在其中最为重要，是主要矛盾，因此下面的分析仅涉及基波情况。
电机的负载转矩TL可表示为TL=k5mILcosU2，式中k是常数，5m是电机的主磁通，cosU2是转子侧的功率因数，IL是转子电流即定子电流负载分量。当频率一定时，TL，cosU2保持恒定，所以IL∝1/5m，又5m∝U1，因此IL=k1U1；在I0=f（5m）曲线的线性区中，I0∝5m∝U1即I0=k2U1（k1，k2为常数），可知定子电流表示为I1=I20+I2L+2I0ILcosH=k1U12+（k2U1）2+2k1k2cosH，式中：H为I0和IL夹角，又pa∝I2L，所以，pa=k3U21（k3为常数），pFe=（k2U1）2rm；6p2=k1U12r2+k1U12+（k2U1）2+2k1k2cosHr1+k3U21。电机的效率可表示为：G=1-（k2U1）2rm+k1U12r2+k1U12+（k2U1）2+2k1k2cosHr1+k3U21+pmP2+（k2U1）2rm+k1U12r2+k1U12+（k2U1）2+2k1k2cosHr1+k3U21+pm。令dGdU21=0，可求得效率最大值，此时k21U21（r1+r2）+k3U21=k2U21（r1+rm），即I2L（r1+r2）+pa=I20（r1+rm），（1）其中r2为折合到定子绕组的转子电阻标幺值。令p′Cu=I2L（r1+r2），p′Fe=I20（r1+rm），则式（1）的含义就是当p′Fe等于p′Cu与pa之和的时候，电机的效率最高。由上面的分析可知，异步电机带风机类负载变频调速运行时，p′Fe，p′Cu和pa都会随着U1和f1的改变而变化；在任一给定频率下，通过调节电机的输入电压即改变压频比，可以改变其铜损耗与铁损耗在电机总损耗中所占的比例，使其满足式（1）的关系，从而实现电机在此频率下的高效运行。
本文关键字：电动机 变频器基础，变频技术 - 变频器基础
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