功率因数的定义是在交流电路中电压与电流之间的相位差(φ)的余弦,用符号cos(φ)表示,其在数值上是有功功率(P)与视在功率(S)的比值,即PF = P / S。也就是说,在交流系统中,电压与电流之间的相位差的余弦决定了功率因数,其数值在物理上的意义是有功功率在总功率中所占的比值。根据功率三角形关系,当电压与电流相位差为零时,有功功率等于视在功率,此时功率因数等于1。
在工程测量中采用PF = P / S的计算方式,在大部份功率因数测量过程中,功率因数的测量结果都是正确的,但是有的时候在一些场合测量结果却比实际值偏小,这是为什么呢?下面举两个例子,介绍功率因数测量偏小的原因及其解决办法。
假设被测电压和电流为纯正弦曲线,如图1所示。被测电压与电流之间的相位差为零,两波形完全重合,根据功率因数的定义,此时功率因数的测量结果等于1。
图1相位差为零的纯正弦交流电
但是,当对图1所示的相位差为0的纯正弦交流电中的电压注入2~18次谐波后,波形如图2所示。这里仅是对电压的波形注入了多次谐波,并未改变电压基波与电流之间的相位角,根据功率因数的定义,其测量结果所得功率因为应当等于1,但实际上,对图2波形进行功率因数测量时其结果为0.9543,与真实测量结果相比是偏小的,在现实测量过程中,谐波的频谱含量可能更为丰富,此时测量结果可能远远偏离真实值。
图2电压含谐波
测量结果偏小的原因在于视在功率S和无功功率Q 的计算方式不同。视在功率S=U*I,当被测信号谐波含量丰富时,这些谐波测量值会包含在U或I的测量值内,由此公式计算出来的视在功率S将偏大,因此导致功率因数计算结果偏小,在这种情况下视在功率的计算方式可以选择S=sqrt(P2 +Q2),此时,无功功率Q的计算也须采用谐波分析方式计算。
对于不具备谐波分析能力的功率测量仪器来说,当被测信号谐波含量丰富时,其对功率因数的测量无法避免地存在误差,ZLG致远电子的PA功率分析仪可由用户自由选择计算方式,type1、type2和type3,保证测量结果的精确可靠。
关键字:功率因数 测量准确
引用地址:
你的功率因数测量准确吗?
推荐阅读最新更新时间:2024-03-30 23:20
基于办公自动化设备的高能效步进电机驱动器方案
电机的应用非常广泛,遍及人们工作及生活的各个领域,如打印机、复印机、传真机、投影仪、电冰箱、洗衣机、空调、燃气灶、照相机、ATM机、电动缝纫机、保安摄像机、自动售货机、热水供应系统、园林灌溉系统及工业自动化等。本文探讨了步进电机驱动的常见挑战,并重点介绍针对办公自动化设备应用的高能效步进电机驱动器方案。 0引言 在节能越来越受重视的当今,高能效的驱动电机显得尤为重要。从类型上看,电机包括交流电机、直流有刷电机、直流无刷电机、永磁同步电机、伺服电机和步进电机等。其中,步进电机采用脉冲工作,也称作数字电机或脉冲电机。 步进电机的旋转角与脉冲数量成正比,速度则与脉冲频率成正比,可通过控制脉冲数量来精确控制步进电机的旋转,使其非常适合于定
[嵌入式]
Vienna整流器单周控制技术研究
二极管整流器在电力电子行业中得到了广泛应用,但由于其存在功率因数低并向电网注入了较高的电流谐波等因素,对电网污染严重,难以满足(GB/T14549—93、IEC61000—3—2)等相关标准的要求。随着对用电设备谐波污染问题的日益重视,以及三相大功率装置在电网中的应用越来越广泛,三相大功率因数校正技术已经成为国际国内电力电子及研究领域的热点问题。 Vienna整流器是由Kolar教授于1994年提出的一个优秀的三电平PWM整流器拓扑,其具有所需的开关器件少,单个功率器件所承受的最大电压为输出电压的一半,无需设置驱动死区时间,无输出电压桥臂直通问题等特点。因而引起国内外学者对其拓扑结构及控制策略和方法的广泛关注。文中通
[嵌入式]
如何判断噪声系数分析仪测量值是否准确
噪声系数表征被测件DUT内部噪声程度,是对信噪比的恶化程度,即输入信噪比和输出信噪比的比值。进行噪声系数测量时,往往追求0.1dB甚至更严格的误差范围,那么问题来了,怎样判断噪声系数的测量值是否准确呢?如果同样采用Y因子法的两台噪声系数分析仪的结果有偏差,原因和解决方法是什么?今天安泰测试就给大家分享一下: 一、噪声系数分析仪测量不确定度评估方法: 1、保证准确度的要求: ENR-NF(SA) 3dB ENR-NF(DUT) 5dB NF(DUT)+G(DUT)-NF(SA) 1dB 2、以上公式的含义: 噪声源超噪比ENR比分析仪噪声系数大3dB以上 噪声源ENR比DUT噪声系数大5dB以上 DUT的噪声系数加增益大于分
[测试测量]
单级功率因数校正在AC-PDP开关电源小型化设计中的应用
摘要:传统的交流等离子显示器(AC-PDP)开关电源采用的是功率因数校正加DC/DC变换的两级电路。针对其结构复杂,体积较大的缺点,设计了一种单级功率因数变换器,实现了小型化的目的。
关键词:单级功率因数校正;反激变换;彩色交流等离子显示器
引言
随着社会信息化的不断发展以及先进制作工艺的不断提高,作为大屏幕壁挂式电视和高质量多媒体信息显示的终端——彩色交流等离子体显示器(AC-PDP),其屏幕做得越来越大,功耗越来越小,电路结构越来越简单,成本也越来越低。而电源作为ACPDP的一个重要组成部分,也向着小型化和简单化的方向发展。
传统的ACPDP电源一般采用两级方案,即PFC级+DC/DC变换的电路拓扑结构。它们分别有
[电源管理]
如何使用DMM系列简单准确地测量电阻
使用两条线测量电阻非常方便,但会产生测量误差。通过使用 4 条线及源端子和测量端子分开的万用表,几乎可以消除这种误差。遗憾的是,增加额外的引线和连接提高了测量的复杂程度。您需要连接增加的引线,在从电压变成电阻时,可能不得不更换夹子和探头。现在,有一种新概念,使您能够只用两条引线,进行 4 线电阻测量。 为什么使用 4 条线测量电阻? 管理两条引线的挑战性已经足够大,特别是在紧张的空间中测量小的元器件时。如果您想使用四条引线检查小的焊点、软连接器或芯片电阻器,那么您将面临真正的挑战。 切换引线配置可能要求更换香蕉插头,导致测量错误。从电压探头换成 Kelvin 引线,然后再换回来,也需要时间。为什么要使用 4
[测试测量]
如何防止浪涌电压冲击功率因数控制电路或充电器
摘要 多数用到直流-直流转换器或电机变频器的产品设备必须对市电交流电压进行整流处理,例如,大多数工业设备(电机转速控制器、充电器、电信系统电源等)和常见的消费电子产品(白色家电、电视、计算机等)。 传统二极管整流桥是最常用的交流电压整流解决方案。整流桥后面经常会增加一个功率因数控制器,以确保市电电流的波形近似于正弦波。不过,二极管整流桥无法控制涌流。用两个可控硅整流管(SCR)替代两个二极管,新的控制型整流桥可以限制连接市电时的涌流。 本文提出几个前端拓扑以及一些与混合式整流桥和有效防止过压相关的设计技巧。实验结果证明,4 kV至6 kV浪涌电压耐受设计是很容易实现的,而且成本也不高。 涌流限制方案(ICL)和待机功耗问题
[电源管理]
如何提高示波器测量准确度,有哪些实现方法
一、水平方向的时间测量 水平方向的测量有波形频率、周期、上升下降时间等参数,想要更准确还原一个波形的时间参数,首先要考虑奈奎斯特采样定理。因此在每次测量的过程中,我们应该特别关注随着时基档位增大而下降的实际采样率。如果需要对高频信号周期准确测量,就需要采样率大于被测信号频率2倍以上,这个倍比关系越大,理论上采样点越密,显示在示波器屏幕上的周期信号便越稳定。 其次要考虑波形漏失情况,当信号中有偶发异常信号出现时,我们更希望它出现在示波器采集过程中,然而市面上大部分数字示波器是串行工作方式,其进行AD转换数据处理时无法对信号采集,此时称为“示波器盲区”,这种情况下我们尽量用较小的存储深度,来缩短“盲区时间”,保证异常偶发信号更大概
[测试测量]
用DSP实现高功率因数PWM整流器的控制
1引言
PWM整流器是应用脉宽调制技术发展起来的一种新型电源变流器。其基本原理是通过控制功率开关管的通断状态,使整流器输入电流接近正弦波,并且电流和电压同相位,从而消除大部分电流谐波并使功率因数接近于1。本文采用TI公司的TMS320F240DSP对整流器实现数字控制,这一方法相对于模拟控制具有以下优点:
1)控制灵活在数字控制系统中,主要利用软件算法实现控制方案,相比于模拟控制较灵活;
2)可靠性高微机系统由于采用元器件较少,信号全部采用数字处理,故受干扰小,可靠性高;
3)故障分析容易信号检测将取得的信息寄存,具备记忆的能力,故容易实现故障诊断;
[嵌入式]