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LMG671功率分析儀由正弦源供電的非線性負(fù)載的無功功率
日期:2025-01-08 22:35
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摘要:LMG671功率分析儀由正弦源供電的非線性負(fù)載的無功功率,測量無功功率的兩種方法,一種是使用原始畸變電流信號,另一個是濾波后的電流信號。在這個例子中被測物是一臺LMG95測量自己的消耗。
LMG671功率分析儀由正弦源供電的非線性負(fù)載的無功功率
測量無功功率的兩種方法,一種是使用原始畸變電流信號,另一個是濾波后的電流信號。在這個例子中被測物是一臺LMG95測量自己的消耗。
用畸變電流信號的測量
我們使用如下輸入信號:
電壓信號從ZES ZIMMER 5000i功率源中獲得。這個電壓是頻率50Hz的正弦波。
電流信號是未濾波的并且是有畸變的,但是只包含諧波分量(50Hz,100Hz,…)。
上面顯示的數(shù)值是在“HARM100”模式下獲得。如你所看到的,視在功率“S”是非常高的,是由畸變無功功率“D”造成的而不是相位偏移。你可以計算相位偏移無功功率Qshift,如下計算:
用濾波后的電流信號測量
另一個方法獲得畸變無功功率“D”在如下實驗中實現(xiàn)。我們使用和上面一樣的設(shè)置,另外再設(shè)置一個30Hz的數(shù)字濾波。
為了過濾掉畸變電流輸入信號,我們做了如上的濾波設(shè)置。
現(xiàn)在電流波形是接近正弦的了,因為2次以上諧波被過濾掉了。
由于設(shè)置了濾波器,基本分量會稍微小一點。如你看到的,有功功率P是與總的視在功率S是很接近的?,F(xiàn)在測量到的無功功率Q是由于電壓和電流之間的相位偏移造成的。Qshift=3,7961var,是在“用畸變電流信號的測量”內(nèi)容中計算得出。
輸入信號的畸變可能會造成一個非常大的視在功率。為了計算畸變無功功率D,你需要無功功率Q的兩個不同數(shù)值。首先需要測量畸變輸入信號,這個意味著總的無功功率包含2個部分:Qdist(D)和Qshift。**個測量需要帶入濾波后的輸入信號。現(xiàn)在畸變無功功率Qdist“D“變成0(沒有諧波),這個代表Q等于Qshift。用下面的公式你可以獲得正確的Qdist(D):
注意:這是有效的情況是濾波后只有Qshift存在。下面是一個無效的例子。
在LMG95上,你可以用“HARM100“選件直接測量獲得準(zhǔn)確的“D”值。
熱風(fēng)槍的爆射控制信號的測量
下面的電路將描述測量不同類型功率的正確值的難度。在實際應(yīng)用中,你會找到很多如上的理論解釋。
LMG671功率分析儀由正弦源供電的非線性負(fù)載的無功功率試驗
電路的搭建如下圖所示:
時間信號
下圖顯示了被吸收電流的時間信號。峰值顯示的電流,是需要加熱專線圈。加熱前后的信號是風(fēng)扇電機(jī)的單向整流電流。這個信號可解釋為具有50Hz載波頻率的調(diào)幅為1.5Hz矩形信號,而忽略單向整流電流。
用于測量不同種類功率的*佳設(shè)備是帶”HARM100”選件功能的ZES ZIMMER LMG系列產(chǎn)品。數(shù)值更新周期是你使用普通儀器面臨的*大問題。上面的矩形信號有一個639ms的時間周期;用1s的更新時間來測量,將會得到非常波動的功率測量值。問題是電壓或電流頻率的觸發(fā)。因為調(diào)幅信號的基帶信號(1.5Hz)是不存在的,因此不可能用普通的濾波器觸發(fā)。
LMG系列提供了一個特殊的觸發(fā)器設(shè)置,以允許測量AM調(diào)解。
測量菜單設(shè)置
下面的調(diào)整必須在測量菜單里設(shè)置:重要?。trig!
XTrig 菜單設(shè)置
為了測量不同功率的正確值,調(diào)幅信號必須用30Hz濾波器進(jìn)行開方和濾波。由于直流分量在開方后沒有零交叉,因此將觸發(fā)電平設(shè)置為是很重要的。
默認(rèn)菜單里的數(shù)值
默認(rèn)菜單中顯示的值是正確地測量爆射控制信號的真有效值TRMS.信號的基礎(chǔ)頻率是1.5Hz。所有的數(shù)值都是穩(wěn)定的!這是一個正確同步的展示。
諧波分析
為了更好地理解測量值,諧波分析是非常有幫助的。下面的數(shù)字顯示了不同電流諧波的參與,是對測量的真有效值有影響的,是在1.5Hz基波上觸發(fā)。
諧波分析顯示出信號有一個非常高的畸變無功功率“D”,因為電壓是正弦的,電流有很多頻譜分量在0...50Hz和50...100Hz之間。
LMG671功率分析儀由正弦源供電的非線性負(fù)載的無功功率較“normal”測量模式的區(qū)別:線觸發(fā)
下面的圖顯示信號的諧波分析,通過線頻率觸發(fā)。**張圖是當(dāng)加專線圈不在運行狀態(tài)下獲取的。直流分量是由于風(fēng)扇電機(jī)造成的。
在**張圖加專線圈開始加熱,電流增加到8A。
畸變無功功率是一直存在的,獨立于加專線圈在運行或是非運行。在這個例子中畸變無功功率“D”是由于風(fēng)扇電機(jī)電流的單向整流造成的。有功功率和視在功率改變是非常大的,基于加專線圈是運行還是非運行。所有測量是在2個周期線頻率下完成的。
功率分析
當(dāng)X同步到1.5Hz調(diào)制信號的頻率時,測量了以下功率值:
這里50Hz功率分量是在第32次諧波。畸變無功功率是更大了,因為兩側(cè)帶寬都被納入了計算。有功功率和視在功率都是穩(wěn)定的,
測量無功功率的兩種方法,一種是使用原始畸變電流信號,另一個是濾波后的電流信號。在這個例子中被測物是一臺LMG95測量自己的消耗。
用畸變電流信號的測量
我們使用如下輸入信號:
電壓信號從ZES ZIMMER 5000i功率源中獲得。這個電壓是頻率50Hz的正弦波。
電流信號是未濾波的并且是有畸變的,但是只包含諧波分量(50Hz,100Hz,…)。
上面顯示的數(shù)值是在“HARM100”模式下獲得。如你所看到的,視在功率“S”是非常高的,是由畸變無功功率“D”造成的而不是相位偏移。你可以計算相位偏移無功功率Qshift,如下計算:
用濾波后的電流信號測量
另一個方法獲得畸變無功功率“D”在如下實驗中實現(xiàn)。我們使用和上面一樣的設(shè)置,另外再設(shè)置一個30Hz的數(shù)字濾波。
為了過濾掉畸變電流輸入信號,我們做了如上的濾波設(shè)置。
現(xiàn)在電流波形是接近正弦的了,因為2次以上諧波被過濾掉了。
由于設(shè)置了濾波器,基本分量會稍微小一點。如你看到的,有功功率P是與總的視在功率S是很接近的?,F(xiàn)在測量到的無功功率Q是由于電壓和電流之間的相位偏移造成的。Qshift=3,7961var,是在“用畸變電流信號的測量”內(nèi)容中計算得出。
輸入信號的畸變可能會造成一個非常大的視在功率。為了計算畸變無功功率D,你需要無功功率Q的兩個不同數(shù)值。首先需要測量畸變輸入信號,這個意味著總的無功功率包含2個部分:Qdist(D)和Qshift。**個測量需要帶入濾波后的輸入信號。現(xiàn)在畸變無功功率Qdist“D“變成0(沒有諧波),這個代表Q等于Qshift。用下面的公式你可以獲得正確的Qdist(D):
注意:這是有效的情況是濾波后只有Qshift存在。下面是一個無效的例子。
在LMG95上,你可以用“HARM100“選件直接測量獲得準(zhǔn)確的“D”值。
熱風(fēng)槍的爆射控制信號的測量
下面的電路將描述測量不同類型功率的正確值的難度。在實際應(yīng)用中,你會找到很多如上的理論解釋。
LMG671功率分析儀由正弦源供電的非線性負(fù)載的無功功率試驗
電路的搭建如下圖所示:
時間信號
下圖顯示了被吸收電流的時間信號。峰值顯示的電流,是需要加熱專線圈。加熱前后的信號是風(fēng)扇電機(jī)的單向整流電流。這個信號可解釋為具有50Hz載波頻率的調(diào)幅為1.5Hz矩形信號,而忽略單向整流電流。
用于測量不同種類功率的*佳設(shè)備是帶”HARM100”選件功能的ZES ZIMMER LMG系列產(chǎn)品。數(shù)值更新周期是你使用普通儀器面臨的*大問題。上面的矩形信號有一個639ms的時間周期;用1s的更新時間來測量,將會得到非常波動的功率測量值。問題是電壓或電流頻率的觸發(fā)。因為調(diào)幅信號的基帶信號(1.5Hz)是不存在的,因此不可能用普通的濾波器觸發(fā)。
LMG系列提供了一個特殊的觸發(fā)器設(shè)置,以允許測量AM調(diào)解。
測量菜單設(shè)置
下面的調(diào)整必須在測量菜單里設(shè)置:重要?。trig!
XTrig 菜單設(shè)置
為了測量不同功率的正確值,調(diào)幅信號必須用30Hz濾波器進(jìn)行開方和濾波。由于直流分量在開方后沒有零交叉,因此將觸發(fā)電平設(shè)置為是很重要的。
默認(rèn)菜單里的數(shù)值
默認(rèn)菜單中顯示的值是正確地測量爆射控制信號的真有效值TRMS.信號的基礎(chǔ)頻率是1.5Hz。所有的數(shù)值都是穩(wěn)定的!這是一個正確同步的展示。
諧波分析
為了更好地理解測量值,諧波分析是非常有幫助的。下面的數(shù)字顯示了不同電流諧波的參與,是對測量的真有效值有影響的,是在1.5Hz基波上觸發(fā)。
諧波分析顯示出信號有一個非常高的畸變無功功率“D”,因為電壓是正弦的,電流有很多頻譜分量在0...50Hz和50...100Hz之間。
LMG671功率分析儀由正弦源供電的非線性負(fù)載的無功功率較“normal”測量模式的區(qū)別:線觸發(fā)
下面的圖顯示信號的諧波分析,通過線頻率觸發(fā)。**張圖是當(dāng)加專線圈不在運行狀態(tài)下獲取的。直流分量是由于風(fēng)扇電機(jī)造成的。
在**張圖加專線圈開始加熱,電流增加到8A。
畸變無功功率是一直存在的,獨立于加專線圈在運行或是非運行。在這個例子中畸變無功功率“D”是由于風(fēng)扇電機(jī)電流的單向整流造成的。有功功率和視在功率改變是非常大的,基于加專線圈是運行還是非運行。所有測量是在2個周期線頻率下完成的。
功率分析
當(dāng)X同步到1.5Hz調(diào)制信號的頻率時,測量了以下功率值:
這里50Hz功率分量是在第32次諧波。畸變無功功率是更大了,因為兩側(cè)帶寬都被納入了計算。有功功率和視在功率都是穩(wěn)定的,