VVVF,是Variable Voltage and Variable Frequency的缩写, 意为：可变电压、可变频率,也就是变频调速系统. VVVF控制的逆变器连接电机,通过同时改变频率和电压,达到磁通恒定（可以用反电势/频率近似表征）和控制电机转速（和频率成正比）的目的,所以多应用在变频器中,属于工业自动化领域.
1.1 几个基本定义
(1) 功率因数的定义
在交流电路中,把平均功率与视在功率之比,称为功率因数:
式中,U─电压的有效值(V); I─电流的有效值(A).
1.2 同频率正弦电流
(1) 解析
实际上,DF=cosφ就是同频率正弦电流的功率因数.在电力电子技术未进入实用阶段之前,电气设备中的电流极大多数都是正弦波.所以,人们通常把电流与电压相位差角的余弦cosφ就定义为功率因数.
(2) 物理意义
如图1,当电流与电压不同向(假设电流滞后于电压,这里的方向指电压电流矢量的方向）时,在电流的方向与电压相反的区间,瞬时功率为负功率.其物理意义是:在该时间段内,是器件(电感或电容)中储存的能量(磁场能或电场能)向电源反馈的过程.
因此,电流中的一部分被用于电源和器件间进行能量交换,而并未真正作功,故平均功率被“打了折扣”.
1.3 高次谐波电流
(1) 解析
在电工基础里,非正弦电流可以通过傅里叶级数分解成许多高次谐波电流.或者说,非正弦电流可以看成是许多高次谐波电流的合成.
对于分析非正弦电流的功率因数来说,了解高次谐波电流的平均功率是至关重要的.今以5次谐波电流为例,分析如下:
式(6)表明,5次谐波电流的平均功率为0.可以进一步证明:所有高次谐波电流的平均功率都等于0.或者说,高次谐波电流的功率都是无功功率.
(2) 物理意义
如图2所示,5次谐波电流的瞬时功率中,一部分是正功率,另一部分是负功率.并且,正功率和负功率的总面积正好相等,故平均功率为0.
1.4 非正弦电流
(1) 基波电流与电压同相位
在基波电流与电压同相位的情况下,上述的位移因数可不必考虑.
非正弦电流的有效值由下式计算:
式中,I1、I5、I7分别是基波电流、5次谐波电流和7次谐波电流的有效值(三相对称电路中不存在以3为倍数的高次谐波电流.
因为非正弦电流的无功功率是由于电流波形发生畸变而形成的,故其功率因数用畸变因数来表述:
式中,Kd─畸变因数.
(2) 基波电流与电压不同相
当基波电流的相位与电压之间存在相位差时,有:
·各高次谐波电流的平均功率仍为0;
·基波电流与电压之间因有相位差而产生的位移因数必须考虑.
所以,非正弦电流的功率因数的表达式为:
字串2
