LMG671功率分析儀由正弦源供電的非線性負載的無功功率

LMG671功率分析儀由正弦源供電的非線性負載的無功功率
 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。我們使用和上面一樣的設置，另外再設置一個30Hz的數字濾波。
 
 為了過濾掉畸變電流輸入信號，我們做了如上的濾波設置。
 現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。現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確的“D”值。
 
 熱風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扇電機的單向整流電流。這個信號可解釋為具有50Hz載波頻率的調幅為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*佳設備是帶”HARM100”選件功能的ZES ZIMMER LMG系列產品。數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。因為調幅信號的基帶信號（1.5Hz）是不存在的，因此不可能用普通的濾波器觸發。
 
 LMG系列提供了一個特殊的觸發器設置，以允許測量AM調解。
 
 測量菜單設置
 下面的調整必須在測量菜單里設置：重要！！Xtrig！
 
 XTrig 菜單設置
 為了測量不同功率的正確值，調幅信號必須用30Hz濾波器進行開方和濾波。由于直流分量在開方后沒有零交叉，因此將觸發電平設置為是很重要的。
 
 默認菜單里的數值
 默認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.信號的基礎頻率是1.5Hz。所有的數值都是穩定的！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。
 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載的無功功率較“normal”測量模式的區別：線觸發
 下面的圖顯示信號的諧波分析，通過線頻率觸發。**張圖是當加專線圈不在運行狀態下獲取的。直流分量是由于風扇電機造成的。
 
 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”是由于風扇電機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X同步到1.5Hz調制信號的頻率時，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，因為兩側帶寬都被納入了計算。有功功率和視在功率都是穩定的，