簡(jiǎn)介

被廣泛用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)車(chē)、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、變頻器、變頻電機和燃料電池等的功率計算和分析。部分分析儀，如變頻功率分析儀，還具備實(shí)時(shí)波形、波形數據記錄及諧波分析等功能。

功率分析儀

特點(diǎn)

功率分析儀可以通過(guò)在FFT功能中設置FFT分辨率，最小分辨率為0.1Hz，并且能以設置的分辨率為最小步進(jìn)來(lái)顯示每一個(gè)頻點(diǎn)的數值，并查看每次間諧波的數據。

由于FFT算法的規定，采樣信號必須與被測信號頻率同步，才能準確對信號進(jìn)行諧波分析。

功率分析儀通過(guò)引入PLL硬件電路，使采樣頻率和信號頻率同步，以獲得準確的諧波測量結果。并且功率分析儀支持雙PLL源設置，用戶(hù)可以為不同的測量通道選擇不同的PLL源，便于同時(shí)對輸入、輸出信號的諧波進(jìn)行對比分析。

以IEEE-1459功率算法計算出的視在功率和功率因數及其它表征量，將更真實(shí)的表現出系統的真實(shí)狀態(tài)，為非正弦系統的分析，提供豐富的量化參考值，可以更有針對性改進(jìn)和完善系統

功率表

IEC指出：將被測參量轉變?yōu)閿底至繀蹈鼮楹侠?，原因在于對傳統模擬量輸出變送器的模擬量輸出要求是基于有局限的常規技術(shù)，并非依據使用被測參量信息的設備的實(shí)際需要。

功率分析儀

傳感器與二次儀表之間的模擬量傳輸線(xiàn)路，是引入電磁干擾的主要環(huán)節；同一電磁環(huán)境下，信號越小，傳輸線(xiàn)路越長(cháng)，受干擾程度越大。

電磁環(huán)境日益復雜，經(jīng)實(shí)驗室計量檢定的高精度測量裝置，受電磁干擾的影響，在工業(yè)現場(chǎng)不一定能夠發(fā)揮其應有的精度特性，甚至不一定能夠正常運行。

工業(yè)社會(huì )的快速發(fā)展使對測量的準確性、合理性和高效率提出了更高的要求，顯而易見(jiàn)，融合著(zhù)現代計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等的數字化設備信息和數據的處理分析能力更強、智能化、自動(dòng)化程度更高，適應日益復雜的現場(chǎng)電磁環(huán)境的能力更強，它必將成為測量系統中不可或缺的核心構件。開(kāi)發(fā)基于前端數字化的傳感器/變送器和效率更高、分析運算能力更強的數字化測量二次設備也必然成為測試技術(shù)發(fā)展的主流方向。

WP3000變頻功率分析儀在傳感器/變送器環(huán)節，即將被測信號數字化，傳感器/變送器與二次儀表之間采用數字光纖通訊，避免了信號傳輸環(huán)節的損失與干擾，并方便網(wǎng)絡(luò )化，智能化應用。

IEC指出：所有儀表和測量裝置的誤差都必須進(jìn)行實(shí)際測量，未經(jīng)測量，僅是以其它測量中計算出來(lái)的和引用電壓、電流和功率因數組合的誤差，不能作為評價(jià)裝置基本誤差的依據。

常規的測量方法是：電壓/電流傳感器先將高電壓/大電流信號變換為低電壓/小電流信號，再連接到分析儀，分析儀只測量低電壓和小電流信號。這種方式下，傳感器和分析儀及傳輸線(xiàn)路都會(huì )引入測量誤差，一方面加大了測量誤差，另一方面也使測量誤差不好預計。

電流傳感器

變頻功率分析儀，不論是低電壓、小電流還是高電壓、大電流信號，均可采用各種不同量程的變頻電量變送器直接連接一次回路，變送器直接輸出數字信號，二次儀表只是對數字信號進(jìn)行必要的運算，并不會(huì )增加誤差，這樣，引入誤差的環(huán)節只有一個(gè)，只需要對變頻電量變送器的誤差進(jìn)行試驗，即可確定整個(gè)系統的誤差。

變頻電量變送器

普通傳感器及儀表一般只能在較窄的范圍內保證測量準確度，對于被測信號變化范圍較寬時(shí)，通常采用多個(gè)傳感器結合換擋開(kāi)關(guān)進(jìn)行換擋，以拓寬測量范圍。WP3000變頻功率分析儀在一個(gè)傳感器在其內部設置8個(gè)檔位，每個(gè)檔位只測量在本檔位量程的50%~100%范圍內信號，實(shí)現1%~200%額定輸入的范圍內實(shí)現高準確度測量。由于采用無(wú)縫量程轉換技術(shù)，檔位切換時(shí)，數據不丟失，可滿(mǎn)足各種寬范圍內的動(dòng)態(tài)測量。

以電機及變壓器為例，空載時(shí)的功率因數很低，而此時(shí)的輸入功率往往就是設備的主要損耗。低功率因數下的高準確度測量，是評價(jià)電機、變壓器等高能效產(chǎn)品的重要技術(shù)指標。傳感器及儀表的角差指標直接影響功率測量準確度，功率因數越低，同樣的角差對功率測量的準確度影響越大。大多數儀器儀表的功率測量準確級的參比條件是功率因數等于1，不明示測量難度大的低功率因數下的準確度指標。大多數用于變頻電量測量的傳感器，不標稱(chēng)相位指標，系統的相位誤差不明確，低功率因數時(shí)，功率測量準確度處于未知狀態(tài)。AnyWay系列變頻電量測量/計量產(chǎn)品，電壓、電流測量具有極小的角差，實(shí)現了在0.05~1功率因數范圍內的高準確度測量。

多數用于變頻電量測量的傳感器和儀器儀表，往往在適用范圍中明示適用于甚至是專(zhuān)業(yè)針對變頻電量測試，而標稱(chēng)的準確度指標卻只能在工頻下能夠成立。非工頻下的測量準確度要么較低，要么不明示，導致用戶(hù)采購了標稱(chēng)準確度很高的測量設備，測量結果卻與實(shí)際大相徑庭。

WP3000變頻功率分析儀實(shí)現了在電機、變頻器、變壓器等關(guān)注的全頻率內的高準確度測量，以全頻率范圍內最低的準確度指標標稱(chēng)設備準確度指標。

應用

功率分析儀

對于以混合動(dòng)力汽車(chē)等為代表的高效馬達的開(kāi)發(fā)，能準確測量馬達的功率、效率和變流器的諧波。

測量功率調節器的輸入直流功率、輸出交流功率以及符合PWM波諧波分布特點(diǎn)的諧波分析、總諧波畸變率計算等。通過(guò)直流、交流功率計算，能同時(shí)測量耗電和發(fā)電功率，準確評價(jià)其能效。

通過(guò)變頻電量傳感器，能在現場(chǎng)簡(jiǎn)單地進(jìn)行變頻器輸入測和變頻器輸出測的功率測量，并進(jìn)行符合PWM波諧波分布特點(diǎn)的諧波分析。

變頻器主電路結構一般為“交—直—交”，在整流回路中接有大電容，輸入電流為脈沖式充電電流，在逆變輸出回路中輸出電壓信號是受PWM載波信號調制的脈沖波形。因此，在測量?jì)x器的選擇上與傳統的測量有所不同。面對變頻器含有大量諧波、高畸變或是非工頻的電量，采用傳統的儀表對其進(jìn)行測量會(huì )產(chǎn)生較大的誤差，甚至出現測量結果完全錯誤的情況，準確的測量方法是采用帶FFT功能的儀器。

變頻器測試

變壓器空載試驗時(shí)，其電流波形畸變率大，整流變壓器的輸入電流畸變率大，這些高畸變率的電流，含有豐富的高次諧波，其能效評測試驗應當采用寬頻帶的傳感器及功率分析儀進(jìn)行準確測量。

變壓器測試原理圖

技術(shù)指標