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        資訊信息
        功率因數(shù)與無功電流的檢測方法
        來自:廣告部   發(fā)布時(shí)間:2013-03-26
        功率因數(shù)與無功電流的簡便測量方法
         無功補(bǔ)償控制器需要測量功率因數(shù)與無功電流,常用的測量功率因數(shù)的方法是測量電壓與電流的相位差,根據(jù)相位差計(jì)算出功率因數(shù),再根據(jù)功率因數(shù)與和視在電流來計(jì)算出無功電流。通常測量電壓過零與電流過零的時(shí)間差來作為相位差,因此必須同時(shí)測量電源的周期時(shí)間才能夠計(jì)算相位差的角度。為了獲得高精度的功率因數(shù)值,必須使用級數(shù)來進(jìn)行計(jì)算,這就使得功率因數(shù)與無功電流的測量變得比較復(fù)雜。
          這里提供一種測量功率因數(shù)與無功電流的簡便方法,無需復(fù)雜的計(jì)算,測量十分簡便,并且與電網(wǎng)頻率無關(guān)。
          我們都知道,視在電流可以分解為有功電流和無功電流,有功電流與電壓同相位,無功電流與電壓有90度的相位差,因此我們可以確定:在電壓過零的時(shí)刻,有功電流的瞬時(shí)值為零,無功電流的瞬時(shí)值為峰值。也就是說,只要我們在電壓為零的時(shí)刻對電流的瞬時(shí)值進(jìn)行一次測量,就可以將無功電流的峰值確定出來,峰值確定以后,計(jì)算有效值就非常簡單了。
          同樣的道理,我們還可以確定:在電壓為峰值的時(shí)刻,無功電流的瞬時(shí)值為零,有功電流的瞬時(shí)值為峰值。也就是說,只要我們在電壓為峰值的時(shí)刻對電流的瞬時(shí)值進(jìn)行一次測量,就可以將有功電流的峰值確定出來。這里要說明一下,峰值時(shí)刻的確定比較難,因?yàn)榉逯蹈浇盘柕淖兓容^平穩(wěn),較難確定準(zhǔn)確的峰值點(diǎn)。為了提高測量精度,可以將電壓信號通過一個(gè)積分器,由于積分器輸出信號的相位滯后輸入信號90度,因此積分器輸出信號的過零點(diǎn)就是電壓信號的峰值點(diǎn),于是我們只要在積分器輸出信號的過零時(shí)刻進(jìn)行一次電流測量,就可以將有功電流的峰值確定出來。
          通過上面的介紹,我們發(fā)現(xiàn)原來電壓的過零時(shí)刻與峰值時(shí)刻具有重要意義,于是我們會自然而然地想到:電流的過零時(shí)刻與峰值時(shí)刻也應(yīng)該具有重要意義。回答是肯定的。
          如果我們在電流過零的時(shí)刻對電壓的瞬時(shí)值進(jìn)行一次測量,這個(gè)測得的電壓瞬時(shí)值有什么意義呢?回答是:用這個(gè)電壓瞬時(shí)值除以電壓的峰值,所得的商就是相位差的正弦函數(shù)值。
          同樣的道理,我們還可以確定:在電流為峰值的時(shí)刻,對電壓的瞬時(shí)值進(jìn)行一次測量,用這個(gè)電壓瞬時(shí)值除以電壓的峰值,所得的商就是相位差的余弦函數(shù)值,也就是功率因數(shù)。
          上面的測量方法與電網(wǎng)的頻率無關(guān),因此使用這種測量方法的測量儀表可以用于各種頻率的系統(tǒng)中而不會出現(xiàn)誤差。
          上面的測量方法既可以用硬件的方法實(shí)現(xiàn)也可以用軟件的方法實(shí)現(xiàn),既可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字量輸出也可以實(shí)現(xiàn)模擬量輸出。比如我們想要設(shè)計(jì)一個(gè)模擬量輸出的無功電流指示儀表,只要使用一個(gè)在電壓過零時(shí)刻對電流進(jìn)行采樣的采樣保持器,那么采樣保持器所保持的就是無功電流的峰值。
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