一測量模式概述

　　功率分析儀在測量電信號的場(chǎng)合使用非常普遍，隨著(zhù)電力行業(yè)的發(fā)展，我們面對的測試對象變得越來(lái)越復雜，同時(shí)功率分析儀的功能也愈來(lái)愈強大，功率分析儀本身配備的測量模式也越來(lái)越多。原先萬(wàn)用表的單一測量模式，變?yōu)楝F在功率分析儀的多測量模式，那么，每種測量模式的計算方法是怎樣的？什么樣的測量模式適合什么樣的測試場(chǎng)合？下文進(jìn)行詳細的解析。

二有效值定義

　　在交流電功率的測量中，一般并不需要知道瞬時(shí)值，而是采用有效值來(lái)表征交流電的大小。

　　有效值是這樣定義的：在相同的電阻上分別通以直流電流和交流電流，經(jīng)過(guò)一個(gè)交流周期的時(shí)間，如果它們在電阻上所消耗的電能相等的話(huà)，則把該直流電流的大小作為交流電流的有效值。

三傳統儀表有效值計算方法

　　在傳統的萬(wàn)用表上，通常采用以下幾種方式來(lái)實(shí)現有效值的計算：

01峰值檢波法

　　測試方法：用峰值檢測電路測量信號峰值，再除以正弦信號波峰因數(1.414)，得到信號有效值。

02整流平均法

　　測試方法：對測量信號進(jìn)行全波整流，然后用積分電路求得信號的平均值，再乘以波形因數(1.1107)，得到信號有效值。

03真有效值法

　　測試方法：采用真有效值測量電路或芯片直接測量信號的真有效值。

四功率分析儀測量模式選擇

　　目前，市面上的功率分析儀品牌眾多，側重點(diǎn)也不一樣，以湖南銀河電氣有限公司研制的WP4000變頻功率分析儀為例，該功率分析儀測量方式與傳統萬(wàn)用表采用的模擬電路方式不同，采用高精度ADC采樣技術(shù)和FPGA運算處理，獨創(chuàng )先進(jìn)的自動(dòng)無(wú)縫量程轉換技術(shù)和前端數字化技術(shù)，可實(shí)現更高精度和帶寬。

　　WP4000變頻功率分析儀的電壓電流通道各具備：H01(基波有效值)、RMS(真有效值)、MEAN(校準平均值)三種測量模式可供用戶(hù)選擇。

　　H01基波有效值：采用DFT離散傅里葉算法對采樣信號點(diǎn)進(jìn)行分析，利用傅里葉級數將信號展開(kāi)成直流分量與多個(gè)不同頻率的諧波信號的線(xiàn)性疊加，，提取一次諧波分量的幅值，并乘以波峰因數，進(jìn)而得到一次諧波的有效值，稱(chēng)之為基波有效值，《GB/T 25123.2-2018 電力牽引軌道機車(chē)車(chē)輛和公路車(chē)輛用旋轉電機-第2部分：電子變流器供電的交流電動(dòng)機》中已明確指出：電壓測量采用基波有效值。

　　適用場(chǎng)合：適用于頻率穩定，諧波含量大的場(chǎng)合。

　　RMS真有效值： (x：電壓電流采樣點(diǎn))

　　適用場(chǎng)合：適用于頻率變化大，諧波含量小的場(chǎng)合。

　　MEAN校準平均值：將信號的1個(gè)或N個(gè)周期進(jìn)行整流，即采樣數據絕對值的積分平均值，再乘以波形因數就得到校準平均值。校準平均值等于正弦波的真有效值，等于正弦脈寬調制SPWM波形的基波有效值，但在SPWM的開(kāi)關(guān)頻率較低或者非SPWM調制模式時(shí)，測量誤差較大。

　　適用場(chǎng)合：適用于正弦波信號，SPWM調制(載波比大)模式下。

五結語(yǔ)

　　簡(jiǎn)而言之，WP4000變頻功率分析儀的基波有效值模式常用于變頻器PWM信號分析，真有效值模式主要用于正弦波信號分析，校準平均值模式主要用于正弦信號和簡(jiǎn)單的SPWM信號分析。

　　對于不同的測量對象與場(chǎng)合，該選擇哪種測量模式，使用者不僅需要知其然，還得知其所以然，否則由于測量模式選擇不當，導致測試結果產(chǎn)生誤差，再先進(jìn)的測試儀器也無(wú)法發(fā)揮它應有的功能。

 

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