變頻電量

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• 發(fā)布時(shí)間：2013/10/1 16:43:05
• 作者：AnyWay中國(guó)

　　變頻電量是指用于傳輸功率的、信號(hào)頻譜包含兩種或更多的被關(guān)注的頻率成分、或包含一種頻率成分，但頻率不局限于工頻的交流電信號(hào)。

一變頻電量定義

　英文：Variable Frequency Electric，可簡(jiǎn)稱VFE。這也是湖南銀河電氣有限公司域名VFE.CC的含義。

　變頻電量是指用于傳輸功率的，并且滿足下述條件之一的交流電量：

　1、信號(hào)頻譜僅包含一種頻率成分，而頻率不局限于工頻的交流電信號(hào)；

　2、信號(hào)頻譜包含兩種或更多的被關(guān)注的頻率成分的電信號(hào)。

　變頻電量包括電壓、電流以及電壓電流引出的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、有功電能、無(wú)功電能等。

二變頻電量示例

　　1、兩電平變頻器的輸出電流波形及電壓波形

變頻電量波形示例_兩電平變頻器輸出波形

　　電流波形接近正弦波，電壓波形為PWM波，圖中較高的毛刺為過(guò)沖電壓，縮短電纜，增加dv/dt濾波器等可以降低或消除過(guò)沖電壓。

　　PWM波低次諧波含量較少，諧波主要集中在載波頻率整數(shù)倍附近。

　　變頻器的基波頻率記為fs；變頻器的載波頻率記為fc；
　　那么，N=fc/fs就是載波頻率比。
　　對(duì)于SPWM調(diào)制的三相變頻器中，當(dāng)N為整數(shù)時(shí)，不含N-2次以下的諧波。
　　假設(shè)fs=50z，fc=2kHz，則N=40，變頻器輸出不含38次以下的諧波。

　　且諧波頻率為kfc±m(xù)fs，其中ks=1,2,3,4,5,6,7....k1=1,2,4,5,7...

　　一般而言，變頻器的負(fù)載是電機(jī)，電機(jī)為感性負(fù)載，可以較好的抑制高次諧波，因此，理論上，變頻器的載波頻率比越高，變頻器的輸出波形品質(zhì)越好！

　　2、六脈整流變頻器的輸入電流、電壓波形圖

變頻電量波形示例_變頻器輸入波形

　　六脈整流變頻器輸入電流波形含有較大的諧波，其諧波主要為6k±1次，k為整數(shù)，且k≥1。

　　類似的，12脈整流的輸入電流的諧波主要為12k±1次，k為整數(shù)，且k≥1。

　　3、變壓器空載輸入波形

變頻電量波形示例_變壓器空載電流波形及諧波頻譜

　　上圖為單相變壓器的空載輸入波形圖，圖中電流波形畸變較大，根據(jù)其形狀特點(diǎn)，一般稱為“尖頂波”，由右側(cè)頻譜可知，尖頂波的諧波主要為奇次諧波，諧波階數(shù)越高，諧波含量越小。

　　4、定子疊頻法熱試驗(yàn)的疊頻波

變頻電量波形示例_定子疊頻法熱試驗(yàn)電壓電流波形

　　上圖波形包含兩種頻率成分，分別為50Hz和40Hz，50Hz稱為主電源，40Hz稱為副電源。電壓波形中，副電源幅值約為主電源的25%。

　　電流波形中，由于40Hz副電源的阻抗較低，其相對(duì)含量增大，波形波動(dòng)變大。

三變頻電量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

　　變頻電量變送器標(biāo)準(zhǔn)、變頻電量分析儀標(biāo)準(zhǔn)、變頻電量變送器校準(zhǔn)規(guī)范、變頻電量分析儀檢定規(guī)程等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正由國(guó)家變頻電量測(cè)量?jī)x器計(jì)量站編制和起草中。

四變頻電量相關(guān)產(chǎn)品

圖2、銀河電氣研制的額定電壓690V、額定電流500A的SP變頻功率傳感器和額定電壓25.6V、額定電流25.6mA的雙通道DT數(shù)字變送器

五變頻電量測(cè)量?jī)x器的計(jì)量

　　開(kāi)展變頻電量測(cè)量?jī)x器計(jì)量的前提條件是研制變頻電量測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)檢定裝置和編制相關(guān)的檢定規(guī)程。2010年，國(guó)家質(zhì)檢總局給啟動(dòng)了《變頻電量量值溯源體系的建設(shè)》公益性科研項(xiàng)目，開(kāi)展如下工作：

　　◆ 建立變頻電量測(cè)量?jī)x器儀表計(jì)量標(biāo)準(zhǔn);
　　◆ 制訂變頻電量測(cè)量?jī)x器儀表計(jì)量檢定/校準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范；
　　◆ 統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)和分析變頻電量測(cè)量?jī)x器儀表質(zhì)量狀況，使變頻電量測(cè)量?jī)x器儀表行業(yè)健康有序發(fā)展，更好地服務(wù)大型用能設(shè)備節(jié)能效率監(jiān)測(cè)領(lǐng)域；
　　◆ 開(kāi)展變頻電量科研及工程技術(shù)服務(wù)，促進(jìn)變頻電量計(jì)量水平不斷提升。

　　項(xiàng)目由湖南銀河電氣有限公司和湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院共同承擔(dān)，經(jīng)過(guò)刻苦攻關(guān)，2012年06月，采用SP103501A變頻功率傳感器及WP4000變頻功率分析儀為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置的第三代ATITAN變頻功率標(biāo)準(zhǔn)源研制成功，所有技術(shù)指標(biāo)均通過(guò)了中國(guó)電力科學(xué)研究院和中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院專家組的嚴(yán)格測(cè)試和驗(yàn)證。同年8月，第三代ATITAN變頻功率標(biāo)準(zhǔn)源通過(guò)了以張鐘華院士領(lǐng)銜的專家組的評(píng)審。

　　2012年8月，湖南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)文《關(guān)于籌建國(guó)家變頻電量計(jì)量站的請(qǐng)示》（湖質(zhì)監(jiān)發(fā)[2012]6號(hào)）。

　　2013年5月24日，國(guó)家質(zhì)檢總局簽發(fā)《質(zhì)檢總局關(guān)于同意籌建國(guó)家變頻電量測(cè)量?jī)x器計(jì)量站的批復(fù)》（國(guó)質(zhì)檢量函 [2013]269號(hào)）批復(fù)了湖南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《關(guān)于籌建國(guó)家變頻電量計(jì)量站的請(qǐng)示》的申請(qǐng)，同意在湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院基礎(chǔ)上籌建國(guó)家變頻電量測(cè)量?jī)x器計(jì)量站。

　　國(guó)家變頻電量測(cè)量?jī)x器計(jì)量站是質(zhì)檢總局授權(quán)承擔(dān)全國(guó)范圍內(nèi)變頻電量測(cè)量?jī)x器設(shè)備檢定、測(cè)試任務(wù)的法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)。國(guó)家變頻電量測(cè)量?jī)x器計(jì)量站業(yè)務(wù)上接受質(zhì)檢總局領(lǐng)導(dǎo)，獨(dú)立開(kāi)展業(yè)務(wù)工作。