如何优化负载特性，减少谐波损失？

负载电流可以这样求得，由图1-29同工频电源传动时一样，求出对于负载的基波电流I₁₁，再将由图1-30求出的k次谐波电流I_1k与I₁₁叠加得负载电流I₁。

式中，I₁₁为与电动机产生功率相对应的基波电流，产生功率等于电动机轴输出功率加上机械损耗（风损、摩擦损等）。

综上所述，电动机有各种损耗，其中机械损等又可分为在变频器传动、工频电源传动无变化的成分和受谐波分量影响而增加的成分。变频器传动、工频电源传动在负载时的各种损耗比较见表1-2，谐波分量引起的损耗增大部分与负载大小无关，可以大体看成一定，与空载时相同。因此，负载越轻，谐波引起的损耗增加的影响就越大，效率、功率因数等特性将恶化。

表1-2 负载时损耗比较

作为负载特性的一例，我们把用典型的PWM变频器传动标准电动机（15kW，4极，全封闭外扇式）时的电流、效率、功率因数、温升等，同用工频电源传动时加以比较，其结果见表1-3。

表1-3 负载特性的比较（50Hz传动）全封闭外扇式15kW，4级，220V，50Hz负载转矩100N·m(www.xing528.com)

由此表显然看出，变频器传动与工频电源传动相比，效率、功率因数有所恶化，温升变得相当高。

另一方面，低速运转时冷却效果降低。标准电动机的冷却风扇是装在转子轴上的，所以在低频下运转冷却效果变差。

通常电动机温升同冷却风量产生的冷却效果的关系为

式中，θ是电动机的温升；Q是冷却风量；n是电动机转速。

因此，如果电动机产生的损耗不变，温升同转速的0.4～0.5次方成反比。可是，计算损耗的增加在实际上多有困难，因为必须知道电动机等效电路的参数以及变频器输出波形中各次谐波含有率等。通常作为粗略的估计，电动机额定运转（额定电压、额定输出功率）时变频器传动与工频电源传动相比，电流约增加10%，温升约增加20%。