橫河功率分析儀的校準(zhǔn)平均值真的可以替代基波有效值嗎?
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- 發(fā)布時(shí)間:2014/3/7 10:15:25
- 作者:銀河電氣
問題:
橫河功率分析儀技術(shù)資料中“變頻器電壓測量討論”中,提到了有一種比FFT變換更合適的適用變頻器電壓基波有效值測量的方法。
在變頻器電壓測量中,平均整流有效值真的可以替代基波有效值嗎?
解答:
一MEAN值的含義
MEAN值也稱校準(zhǔn)平均值或修正平均值,這里的平均值指絕對值的平均值,在測量中可將交流電壓、電流整流后通過積分器獲取。所謂校準(zhǔn)是指當(dāng)被測量為標(biāo)準(zhǔn)正弦波時(shí),將上述平均值乘以一個(gè)系數(shù),使其等于正弦波的有效值。
二MEAN值是傳統(tǒng)交流測量方法
值得一提的是,橫河功率分析儀技術(shù)資料中提到的MEAN值測量方法,并非橫河功率分析儀特有,更不是橫河發(fā)明的。如果換一個(gè)說法,您或許更熟悉,那就是均值檢波法。
三MEAN值的合理性
橫河功率分析儀技術(shù)資料中說到的FFT算法不實(shí)用有一定的道理。
第一,實(shí)際測量中,被測信號(hào)的基波頻率隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化,F(xiàn)FT算法要求采樣頻率為基波頻率的2的N次冪倍,這是很難做到的。為了解決這個(gè)問題,我們可以用沒有2的N次冪倍的要求的DFT算法。雖然DFT算法的運(yùn)算速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于FFT算法,但是,在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天,這已經(jīng)不是問題。
第二,不論是FFT還是DFT,嚴(yán)格講都只適用于周期信號(hào),對于非周期變化的,且變化較快的信號(hào),采用MEAN值法確實(shí)更為有效。
四變頻器電壓測量中MEAN值的局限性
從MEAN值的定義中,可以看出,MEAN值可以用于替代標(biāo)準(zhǔn)正弦波的有效值的測量。由于標(biāo)準(zhǔn)正弦波不含諧波,其有效值也等于其基波分量的有效值(簡稱基波有效值)。
在變頻器電壓測量中,MEAN值有另外的含義,MEAN值不再等于被測電壓的有效值,但是,特定條件下,MEAN值等于被測電壓的基波有效值。
所謂特定條件,是指資料中所說的疑似正弦波為正弦調(diào)制的PWM波(SPWM),且載波比足夠大時(shí)。
在且僅在上述兩種情況下(理論上還可以構(gòu)建一些特殊波形,使其基波有效值等于MEAN值,但是實(shí)際測量中基本遇不到),MEAN值在數(shù)值上等于被測信號(hào)的基波有效值,測量中可以用于替代基波有效值。
早期的變頻器多數(shù)采用正弦調(diào)制,現(xiàn)在的變頻器的調(diào)制方式越來越多,用戶往往不能確認(rèn)其變頻器是否采用正弦調(diào)制方式,MEAN值用于變頻器電壓測量的局限性越來越大。
MEAN值也不適用于畸變波形的測量,如:被諧波污染的電網(wǎng)電壓,變頻器輸入電流,電機(jī)或變壓器空載輸入電流等等。
五結(jié)論
綜上所述,橫河功率分析儀所述的MEAN值在有一定的存在價(jià)值,但是,無論如何,當(dāng)我們需要的是基波有效值的時(shí)候,直接測量基波有效值還是有必要的。當(dāng)選購橫河功率分析儀用于測量變頻器輸出電量時(shí),建議購買其諧波測量選件(/G6選件)。
銀河電氣的WP4000
變頻功率分析儀將基波有效值(h01)和MEAN值及RMS值都作為基本的、必備測量手段,儀器無需購買任何選件,即可實(shí)現(xiàn)上述所有測量方法。