日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機站
  • 小程序

    汽車測試網(wǎng)

  • 公眾號

    • 汽車測試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車測試

理解電功測量原理，把控功效測量精度

2022-01-19 18:03:30·  來源：橫河測試測量  
　
功率計/功率分析儀是做什么用的？電能被轉(zhuǎn)換為電熱器或者電爐的熱量、發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)力、熒光燈或水銀燈的光能等各種能量。 測量用電設(shè)備電功率的測量儀叫做功率計
功率計/功率分析儀是做什么用的？
  • 電能被轉(zhuǎn)換為電熱器或者電爐的熱量、發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)力、熒光燈或水銀燈的光能等各種能量。
  • 測量用電設(shè)備電功率的測量儀叫做功率計或者功率分析儀。 通過使用功率分析儀，可以用數(shù)值(電功率值)的形式觀測到肉眼所看不見的信號(電功率)，得知該電功率值的增減，由此可以掌握電器的性能以及節(jié)能情況。
  • 在對消耗電力的產(chǎn)品進行開發(fā)和評價時，功率分析儀是不可或缺的測量儀。
功率計/功率分析儀測量項目

基本項目：
  • 電壓/電流(rms值、mean值、DC值、交流成分)、功率(有功功率、視在功率、無功功率)、功率因數(shù)、相位角、效率
  • 電壓或電流的頻率(交流場合)
  • 電流積分(Ah)、有功功率積分(Wh)測量
  • 諧波(電壓/電流有效值、功率基波成分、各次諧波成分、總諧波含量)
其他應(yīng)用：
  • 電壓、電流波形顯示
  • 電機評價(扭矩、轉(zhuǎn)速、機械功率、效率)
直流電與交流電
電力中存在直流電和交流電。
  • 直流電源
周期不變、維持固定電壓的電源。直流也會表示為“DC(Direct Current)”。
常見直流電源如干電池、蓄電池。(干電池和蓄電池持續(xù)使用會消耗，電壓降低，但是不變的是它是正向電壓(極性)。)
  • 交流電源
在一定的周期內(nèi)，電壓的正負(fù)極(極性)變化的電源。交流也會表示為“AC(Alternating Current”)。
日常家庭和工廠用電即屬于交流電，其按照正弦波的波形周期性變化。

交流電的概念
家庭和工廠用電屬于交流(Alternating Current)。
交流電的電壓和電流按照正弦波周期性變化。
通常，有功功率由電壓、電流及功率因數(shù)(相位差)計算求出。
即，有功功率P＝電壓x電流x相位差(cosφ)
交流有效值（RMS）
  • 在表示交流電流和電壓的值的時候，有效值是最普遍使用的，單位是“Arms”、“Vrms”。
  • 有效值以某個大小的直流電流和電壓的做功量為基準(zhǔn)，向電阻施加直流電壓時的發(fā)熱量，與施加不同波形的交流電壓時的發(fā)熱量相等的時候，其交流電壓的有效值與直流電壓值相等。
電流&電壓除RMS以外的測量方式
  • RMEAN（整流平均值）
對源信號的波形取絕對值后，計算平均值。
※ 整流平均值簡單而言即代表此一交流電在全波整流后相同時間內(nèi)波形圍出的面積與多大數(shù)值直流信號圍出的面積相同。
  • MEAN（校準(zhǔn)到有效值的整流平均值）
測量波形絕對值的平均值，換算成有效值表示。
輸入信號為正弦波時，可以獲得與RMS相同值的廉價測量方法。

※對于正弦波，MEAN值與RMS值為相同值；對于失真波形，則為不同值。
  • DC（簡單平均值）
測量區(qū)間的單純平均值。
DC模式常用來測量直流信號或交流信號中的直流偏置。
  • AC（交流成分）
真實有效值的平方減去直流分量的平方所得值的根。僅顯示交流分量的值。

測試實例：RMS值與MEAN值的對比

被測信號是正弦波時，MEAN值等效于RMS值

被測信號為PWM波時，MEAN值與基波值相似
Note：僅針對于正弦波調(diào)制的PWM波形
功率的測量方式
其他測量項目
電壓，電流，有功功率由瞬時數(shù)據(jù)運算得到。
從電壓、電流、有功功率測量值運算出Q、S、λ等值，并且隨電壓/電流測量模式的不同而變化。
其他測量項目：
測試實例：單相功率測量常遇到的問題


Q：為什么電壓、電流都是正的，功率卻是負(fù)的呢?
A：造成此現(xiàn)象的原因是接線時將電流或者電壓的正負(fù)接反了；或是因為某些工況下電壓和電流的方向不一致，如電池放電、電機運行在發(fā)電模式等。
有效值的算法是平方之后再開方，因此不論怎么接線，都只會是正值。
功率的算法是電壓與電流的實際采樣值相乘后進行平均運算，因此若電壓與電流的方向相反，計算得到的功率是負(fù)值。
三相以及多相交流電
三相３線與三相４線

三相交流電矢量表示法
三相交流電的矢量顯示

  • 一般三相交流電每相電壓偏移120°。矢量圖如下所示。
  • 各相的電壓稱為相電壓，各相間的電壓稱為線電壓。
  • 當(dāng)電源和負(fù)載沒有中性線時，不能測量相電壓。需要測量線電壓。
  • 通常，在電機測試中會測量線電壓。
  • 測量三相交流功率可以采用使用2個單相功率計進行測量的2瓦特表法。
三相功率測量
  • 對于三相4線制系統(tǒng)，三相功率測量由3個功率計測量并簡單相加。
  • 對于沒有中性線的三相3線制系統(tǒng)，根據(jù)布朗德爾定理，三相總功率可以由2個功率計測量。（一般被稱作2瓦特表法）
布朗德爾(Blondel）定理：N相系統(tǒng)的功率可以用N-1個功率計測量得到。
三相３線接線 (Ｔ相基準(zhǔn))(3P3W)

如果三相不平衡怎么辦？
3P3W(3V3A)接線方式的補償功能
3P3W(3V3A)接線方式可以計算由于中性點泄漏電流造成的功率損失。

如果三相不平衡怎么辦？
  1. 確認(rèn)電壓電流是否平衡
  2. 更加精確計算功率因數(shù)PF

3V3A接線時的電壓接線圖示意圖

3V3A接線時的電流接線圖示意圖

3V3A接線時的電流、電壓波形顯示

測試實例：三相交流功率測量時的典型錯誤示例

現(xiàn)象描述：單元2、單元3的功率為負(fù)值，導(dǎo)致計算三相功率時總功率接近0。
原因分析：觀察三相電壓、電流的波形，發(fā)現(xiàn)電流波形相位順序正常，電壓波形U2、U3的順序顛倒。排查電壓的接線后發(fā)現(xiàn)是由于接線時將V相、W相搞混了。
電能測量(積分功能)與平均功率測量
對功率進行積分運算，可以計算用電設(shè)備消耗的電能。功率分析儀可以同時顯示功率值與積分結(jié)果。

電能測量(積分功能)與平均功率測量
為什么不使用對功率值求取平均值的方法計算平均功率?

結(jié)論：
1.常規(guī)測量模式下，功率的測量存在死區(qū)時間
2.被測設(shè)備功率波動較大時，功率測量值會跳動
3.通過積分功能計算整個過程的平均功率，無測量死區(qū)
電能測量(積分功能)與平均功率測量
為什么不使用對功率值求取平均值的方法計算平均功率?

結(jié)論：
1.常規(guī)測量模式下，功率的測量存在死區(qū)時間
2.被測設(shè)備功率波動較大時，功率測量值會跳動
3.通過積分功能計算整個過程的平均功率，無測量死區(qū)。
測試實例：智能照明設(shè)備平均功率的測量

測試方案：
1、選擇標(biāo)準(zhǔn)積分模式，設(shè)置積分定時器≥30min。
2、在功率分析儀上選擇“自定義運算” 功能，將預(yù)設(shè)好的平均功率計算公式設(shè)為ON。

頻率濾波器和線路濾波器的使用
什么是濾波器？

  • 濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分。
利用濾波器的選頻特性，可以濾除干擾噪聲或進行頻譜分析。

  • 例如：去除電源中的高頻噪聲
截止頻率(Cutoff Frequency)：

  • 指低通濾波器的通帶右邊頻點，及高通濾波器的通帶左邊頻點。通常以1dB或3dB相對損耗點來標(biāo)準(zhǔn)定義。


WT系列配備了兩種濾波器。下面簡單介紹一下各自的不同之處。
線路濾波器 Line Filter
  • 這是除去輸入信號的高頻成分的濾波器。除去轉(zhuǎn)換器波形或偏斜波形等高頻成分，可以測量電壓、電流、電功率。將濾波器調(diào)至ON，測量的電流、電壓波形發(fā)生變化，因此影響有效值的測量結(jié)果。
頻率濾波器 Freq Filter
  • 有時也叫做過零濾波器。 該濾波器除去輸入信號中輸往頻率測量電流的信號的高頻成分，用于檢測出周期。將濾波器調(diào)至ON，則可以比較準(zhǔn)確地檢測出周期，但是測量的電流、電壓波形不發(fā)生變化，所以不影響有效值等的測量結(jié)果。

注意事項：
  • 使用線路濾波器會對信號產(chǎn)生衰減作用，需要評估設(shè)置適當(dāng)?shù)慕刂诡l率。
  • 使用線路濾波器會對測量精度產(chǎn)生影響，具體指標(biāo)請參考使用手冊。
  • 對于變頻器PWM電壓測量來說，如果必須要開啟線路濾波器去除高頻干擾的話，一般要保證線路濾波器的截止頻率至少是調(diào)制波頻率的9倍至10倍以上。電壓測量可能會產(chǎn)生一定的衰減作用，但基本不會對功率測量產(chǎn)生影響。
  • 進行諧波分析時需要獲得準(zhǔn)確的基波頻率，需要使用頻率濾波器。
諧波測量
周期性的失真波形可用基波整數(shù)倍的頻率合成來表示。

使用FFT運算功能將波形由時域轉(zhuǎn)換成頻域，測量各頻率成分。



諧波測量——當(dāng)諧波結(jié)果不顯示或不正確時

當(dāng)諧波測量的結(jié)果不正確或不顯示時：
  1. 確認(rèn)PLL源的頻率是否正確 PPL源即基波頻率，當(dāng)信號包含高頻成分時，可能導(dǎo)致無法準(zhǔn)確測量到基波的頻率，從而導(dǎo)致諧波測量錯誤。此時需打開頻率濾波器。
  2. 確認(rèn)數(shù)據(jù)更新周期 諧波測量需求一定的周波數(shù)以進行FFT運算，數(shù)據(jù)更新周期太快，可能導(dǎo)致周波數(shù)不夠，無法正確進行諧波測量。
  3. 確認(rèn)PLL源量程 被選作PLL源的信號，其幅值至少為所設(shè)置的測量量程的50%。若無法測到諧波時，請減小量程至合適的檔位。
影響功率測量精度的主要因素
功率測量不只是對電壓、電流的測量
為了進行精確的功率測量，不只是精確測量電壓和電流，而是必須將功率的精度作為一個整體加以考慮。峰值因數(shù)、相位角誤差、溫度范圍、預(yù)熱時間、穩(wěn)定周期和共模抑制等參數(shù)都會影響功率測量的總體精度，應(yīng)該加以規(guī)范，并在測量時按照步驟進行實施。
精度的有效性
  • 功率測量儀器制造商在其產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊上填寫的精度“典型值”通常是基于產(chǎn)品的期望值或統(tǒng)計值，而非保證精度。這些數(shù)據(jù)并不是100%有保證，在沒有校準(zhǔn)的情況下更是如此。
  • 功率測量的精度還會根據(jù)測量范圍有所變化。比如量程、頻率范圍等，任何規(guī)定的精度值都應(yīng)該有相應(yīng)的有效范圍。一些儀器的“典型值”很吸引人，但要特別小心，因為它們的精度可能沒有保證或只在特定的點有效。

電流傳感器
  • 電流傳感器作為功率測量儀器的附件經(jīng)常被用到，這意味著傳感器的誤差將與電壓輸入和分流器的誤差相疊加，因此所選傳感器的幅度和相位誤差要與高精度功率分析儀相匹配。
  • 市場上有許多不同類型的電流傳感器，高精度功率測量最常用的是零磁通傳感器。霍爾效應(yīng)傳感器會隨著時間的推移而逐漸飽和，羅氏線圈傳感器精度較低。零磁通傳感器可以提供更高的精度，還能同時測量直流和交流信號，這很重要，因為交流應(yīng)用中也會有直流分量。

溫度的影響
  • 電路在不同溫度時會有不同的表現(xiàn)， 因此溫度系數(shù)能表明環(huán)境溫度對儀器產(chǎn)生的影響。儀器的溫度范圍越寬越好。
  • 舉例來說，溫度范圍指標(biāo)為23℃±5℃的儀器承受溫度變化的能力高于23℃±2℃的儀器。
  • 與那些溫度范圍小、在溫度范圍之外性能無法保證的儀器不同，具有較寬溫度范圍的儀器不需要昂貴的冷卻解決方案。
相位誤差的影響
  • 每臺功率計都有相位誤差，這是由輸入阻抗和分流器引起的。
  • 當(dāng)使用外部傳感器時，傳感器之間的性能差異也會增大相位誤差。
分享到：
 
反對 0 舉報 0 收藏 0 評論 0
滬ICP備11026917號-25