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        功率因數與無功電流的檢測方法
        來自:廣告部   發布時間:2013-03-26
        功率因數與無功電流的簡便測量方法
         無功補償控制器需要測量功率因數與無功電流,常用的測量功率因數的方法是測量電壓與電流的相位差,根據相位差計算出功率因數,再根據功率因數與和視在電流來計算出無功電流。通常測量電壓過零與電流過零的時間差來作為相位差,因此必須同時測量電源的周期時間才能夠計算相位差的角度。為了獲得高精度的功率因數值,必須使用級數來進行計算,這就使得功率因數與無功電流的測量變得比較復雜。
          這里提供一種測量功率因數與無功電流的簡便方法,無需復雜的計算,測量十分簡便,并且與電網頻率無關。
          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:在電壓過零的時刻,有功電流的瞬時值為零,無功電流的瞬時值為峰值。也就是說,只要我們在電壓為零的時刻對電流的瞬時值進行一次測量,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:在電壓為峰值的時刻,無功電流的瞬時值為零,有功電流的瞬時值為峰值。也就是說,只要我們在電壓為峰值的時刻對電流的瞬時值進行一次測量,就可以將有功電流的峰值確定出來。這里要說明一下,峰值時刻的確定比較難,因為峰值附近信號的變化比較平穩,較難確定準確的峰值點。為了提高測量精度,可以將電壓信號通過一個積分器,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就是電壓信號的峰值點,于是我們只要在積分器輸出信號的過零時刻進行一次電流測量,就可以將有功電流的峰值確定出來。
          通過上面的介紹,我們發現原來電壓的過零時刻與峰值時刻具有重要意義,于是我們會自然而然地想到:電流的過零時刻與峰值時刻也應該具有重要意義?;卮鹗强隙ǖ摹?span style="font-size: 9pt">
          如果我們在電流過零的時刻對電壓的瞬時值進行一次測量,這個測得的電壓瞬時值有什么意義呢?回答是:用這個電壓瞬時值除以電壓的峰值,所得的商就是相位差的正弦函數值。
          同樣的道理,我們還可以確定:在電流為峰值的時刻,對電壓的瞬時值進行一次測量,用這個電壓瞬時值除以電壓的峰值,所得的商就是相位差的余弦函數值,也就是功率因數。
          上面的測量方法與電網的頻率無關,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中而不會出現誤差。
          上面的測量方法既可以用硬件的方法實現也可以用軟件的方法實現,既可以實現數字量輸出也可以實現模擬量輸出。比如我們想要設計一個模擬量輸出的無功電流指示儀表,只要使用一個在電壓過零時刻對電流進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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