變頻電量不僅僅是頻率的變化
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- 發(fā)布時(shí)間：2013/11/27 10:21:52
- 作者：AnyWay中國(guó)
一、變頻電量概述
隨著變頻調(diào)速技術(shù)，新能源逆變并網(wǎng)技術(shù)等的發(fā)展，電力電子工程師們逐漸發(fā)現(xiàn)，測(cè)量、計(jì)量、控制、保護(hù)過(guò)程所面對(duì)的主要參量——
電量已經(jīng)發(fā)生了質(zhì)的變化。
我們稱(chēng)這種
電量為
變頻電量，除了變頻器、逆變器等輸出的電量之外，
變頻電量泛指一切以傳輸功率為目的的，頻率覆蓋范圍較寬或頻率成分較復(fù)雜的電量。
二、變頻電量定義
說(shuō)到變頻電量，人們最容易聯(lián)想到的就是變頻空調(diào)、變頻器、變頻恒壓供水等。這類(lèi)變頻裝置中的變頻，是指基波頻率可變。
正因?yàn)槿绱耍S多人認(rèn)為，變頻電量就是頻率范圍較寬。
實(shí)際上，變頻電量不僅僅發(fā)生在上述裝置中，并且，即便是上述裝置中的變頻電量，基波頻率變化僅僅是目的，就變頻電量本身特點(diǎn)而言，變化的不僅僅是頻率。
下圖為工頻電量與常見(jiàn)變頻器輸出電量的波形對(duì)比圖，由圖可知，相比之下：
圖1 變頻電量不僅僅是頻率的變化
工頻電量具有顯著的規(guī)律，可以用簡(jiǎn)單的正弦或余弦函數(shù)表達(dá)，并且由于頻率單一固定，測(cè)量或記錄都非常簡(jiǎn)單、方便。
圖中所述變頻電量，除了具備周期性之外，沒(méi)有明顯的規(guī)律可循。
根據(jù)傅里葉變換原理，非正弦的周期信號(hào)可以分解為不同幅值、頻率、相位的正弦信號(hào)的線性組合，并且，這些正弦波的頻率均為信號(hào)頻率（基波頻率）的整數(shù)倍。這樣，我們可以用系列幅值、頻率、相位的量化數(shù)值來(lái)表征任意復(fù)雜的周期信號(hào)。
從信號(hào)處理的角度看，任意非正弦周期電量的完整分析，目前主要處理手段都是基于傅里葉變換。
因此，從測(cè)量?jī)x器的角度出發(fā)，將非正弦電量全部歸入變頻電量。
變頻電量英文為：Variable Frequency Electrica，縮寫(xiě)為VFE。
“測(cè)量用變頻電量變送器”對(duì)變頻電量定義如下：
變頻電量是指用于傳輸功率的，并且滿足下述條件之一的交流電量。
1、信號(hào)頻譜僅包含一種頻率成分，而頻率不局限于工頻的交流電信號(hào)。
2、信號(hào)頻譜包含兩種或更多的被關(guān)注的頻率成分的電信號(hào)。
變頻電量包括電壓、電流以及電壓電流引出的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、有功電能、無(wú)功電能等。
三、變頻電量特點(diǎn)
1、變頻電量包含豐富信息，占據(jù)較寬的頻帶；
2、變頻電量用于傳遞電能量，電壓高，電流大；
3、變頻電量通常由變頻器、整流器、開(kāi)關(guān)電源直接產(chǎn)生或引起；
4、變頻電量的測(cè)量行為往往在復(fù)雜電磁環(huán)境下完成。
四、變頻電量測(cè)量
理論和實(shí)踐證明：
1、頻率為50Hz、有效值為100V的PWM波，采用不同儀表，測(cè)量結(jié)果可在100~1000V甚至更寬的范圍內(nèi)變化！
2、頻率測(cè)量5%的誤差，對(duì)于正弦電量的影響一般在0.01%之內(nèi)，而對(duì)變頻電量的影響可能達(dá)到100%。
3、決定功率因數(shù)的相位差，不再有明確的物理意義！
目前常用的變頻電量測(cè)量?jī)x器主要有各種變頻功率分析儀、高精度功率分析儀、寬頻帶功率分析儀、電能質(zhì)量分析儀、諧波檢測(cè)儀等等。
圖2 變頻電量測(cè)量?jī)x器國(guó)家基準(zhǔn)-WP4000變頻功率分析儀
湖南銀河電氣有限公司專(zhuān)業(yè)從事變頻電量測(cè)量技術(shù)研究，是
國(guó)家變頻電量測(cè)量?jī)x器計(jì)量站的創(chuàng)建單位及國(guó)家測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器的研制單位，其AnyWay系列變頻電量測(cè)量?jī)x器廣泛應(yīng)用于艦船電力推進(jìn)、裝甲電力牽引、軌道交通、電動(dòng)汽車(chē)等電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，變頻空調(diào)、變頻冰箱、變頻洗衣機(jī)等節(jié)能家電產(chǎn)品，變頻器、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、電力變壓器等電器產(chǎn)品，風(fēng)力發(fā)電、光伏、燃料電池等新能源領(lǐng)域的并網(wǎng)逆變器，開(kāi)關(guān)電源、電源適配器、熒光燈鎮(zhèn)流器、LED照明等高效節(jié)能產(chǎn)品的檢試驗(yàn)、能效評(píng)測(cè)及諧波檢測(cè)。
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