不少国家或地区都有变频器负载的标准，我国与国际电工委员会也有相应的标准。根据上述分析，变频器产品应该有符合国家有关标准的负载额定值。从变频器的选用观点出发，需考虑机械负载各种各样的性能。......
2023-06-19
变频器使用寿命及功率因数优化方案
【摘要】：虽然用户购买和使用变频器首先要满足使用目的的要求，但是除此之外用户也关心其他一些问题，如使用寿命、谐波、效率及功率因数等。丹佛斯变频器使用温度最高寿命最长的电解电容，再加上主电路采用LC滤波，大大抑制了充电电流有效值，因此丹佛斯变频器电解电容的使用寿命与整机相当。对于高压大功率变频器，其功率因数可达0.95以上。
虽然用户购买和使用变频器首先要满足使用目的的要求，但是除此之外用户也关心其他一些问题，如使用寿命、谐波、效率及功率因数等。
1.变频器的寿命
根据变频器的结构，变频器内部的元器件主要有电阻、电容、电感、半导体器件、PCB板和散热风机等。合理设计的电感、电阻和PCB板寿命很长，但是环境对电阻或PCB板等部件的使用寿命还是有很大影响。半导体器件本身的平均寿命长达10000年（晶体管的封装和引线焊接寿命要比这短得多），所以一般不讨论半导体器件的主动失效问题；主电路大功率晶体管和二极管的损坏通常是由于过压、过流和过热这三个极端因素造成的。
冷却风机是有使用寿命的，主要因为冷却风机的轴承有使用寿命，目前最好的能做到50000h，大概相当于满转速连续使用5年。丹佛斯变频器的风机控制采用的是智能控制：当散热片的温度低于40℃时，冷却风机是不运转的；然后随着散热片的温度增加，转速也逐步增加，直到满转速为止——这样可以尽量延长风机使用寿命。
大容量铝电解电容是有使用寿命的，寿命长短与产品选型、环境温度和充电电流的有效值有关。丹佛斯变频器使用温度最高寿命最长的电解电容，再加上主电路采用LC滤波，大大抑制了充电电流有效值，因此丹佛斯变频器电解电容的使用寿命与整机相当。
内部元器件和冷却风机是有机械磨损的元件，一般使用寿命为5年。但是5年后并不一定就要更换，只是需要清洗检查一下，如果能用还可以继续使用。大容量铝电解电容的寿命也是规定为5年，5年后，测量一下电容值，如果小于额定值的80%就应更换。实际经验证明，如果变频器一直是连续使用，则电容量一般可以使用10～20年。如果长期不使用，则电解电容器很容易干枯。所以，如果变频器存放半年以上时间再使用时，就应该对变频器的电容进行复能处理。
2.效率
变频器（包括电动机）的效率是指综合效率，即变频器本身的效率与电动机的效率的乘积，从整体来看，也就是电动机的输出机械功率与电网输入的有功功率之比。这里仅讨论变频器本身的效率。变频器是电源变换设备，其本身要消耗一部分能量。变频器的综合效率与负载及运行频率有关，在电动机负载超过75%以上且运行频率在40Hz以上时，变频器本身的效率可达到95%以上，综合效率也达到85%以上。对于高压大功率变频器，其系统效率可达到96%以上。
3.功率因数
这里的功率因数是指整个系统的功率因数，它不仅与电压和电流之间的相位差有关，还与电流的基波含量有关。电动机本身的功率因数一般在0.71～0.90，小容量电动机要小一些，大容量电动机要大一些，双极电动机要大一些，8级、10级电动机要小一些。整个系统的功率因数又与系统的负载情况有关，轻载时小，满载时大；低速时小，高速时大。可以说，变频调速系统（非相控整流）在基频和满载下运行时的功率因数一般不会小于电动机满载工频运行时的功率因数，所以一般可不予考虑。我们常提到加装改善功率因数电抗器，实际上是为了降低网侧输入电流的畸变率，同时也在电动机轻载运行时提高了整个系统的功率因数。对于高压大功率变频器，其功率因数可达0.95以上。
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