變頻電量不僅僅是頻率的變化

　　隨著變頻調速技術，新能源逆變并網(wǎng)技術等的發(fā)展，電力電子工程師們逐漸發(fā)現(xiàn)，測量、計量、控制、保護過程所面對的主要參量——電量已經(jīng)發(fā)生了質的變化。

　　我們稱這種電量為變頻電量，除了變頻器、逆變器等輸出的電量之外，變頻電量泛指一切以傳輸功率為目的的，頻率覆蓋范圍較寬或頻率成分較復雜的電量。

　　說到變頻電量，人們最容易聯(lián)想到的就是變頻空調、變頻器、變頻恒壓供水等。這類變頻裝置中的變頻，是指基波頻率可變。

　　正因為如此，許多人認為，變頻電量就是頻率范圍較寬。

　　實際上，變頻電量不僅僅發(fā)生在上述裝置中，并且，即便是上述裝置中的變頻電量，基波頻率變化僅僅是目的，就變頻電量本身特點而言，變化的不僅僅是頻率。

　　下圖為工頻電量與常見變頻器輸出電量的波形對比圖，由圖可知，相比之下：

　　工頻電量具有顯著的規(guī)律，可以用簡單的正弦或余弦函數(shù)表達，并且由于頻率單一固定，測量或記錄都非常簡單、方便。

　　圖中所述變頻電量，除了具備周期性之外，沒有明顯的規(guī)律可循。

　　根據(jù)傅里葉變換原理，非正弦的周期信號可以分解為不同幅值、頻率、相位的正弦信號的線性組合，并且，這些正弦波的頻率均為信號頻率（基波頻率）的整數(shù)倍。這樣，我們可以用系列幅值、頻率、相位的量化數(shù)值來表征任意復雜的周期信號。

　　從信號處理的角度看，任意非正弦周期電量的完整分析，目前主要處理手段都是基于傅里葉變換。

　　因此，從測量儀器的角度出發(fā)，將非正弦電量全部歸入變頻電量。

　　變頻電量英文為：Variable Frequency Electrica，縮寫為VFE。

　　“測量用變頻電量變送器”對變頻電量定義如下：

　　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。

　　2、信號頻譜包含兩種或更多的被關注的頻率成分的電信號。

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

　　1、變頻電量包含豐富信息，占據(jù)較寬的頻帶；

　　2、變頻電量用于傳遞電能量，電壓高，電流大；

　　3、變頻電量通常由變頻器、整流器、開關電源直接產(chǎn)生或引起；

　　4、變頻電量的測量行為往往在復雜電磁環(huán)境下完成。

　　變頻電量不僅僅是頻率的變化，變頻電量測量與計量，是一個全新的課題，變頻電量對電參數(shù)測量儀器提出了全新的要求（參見“電參數(shù)測試儀面臨的機遇與挑戰(zhàn)”）！

　　理論和實踐證明：

　　1、頻率為50Hz、有效值為100V的PWM波，采用不同儀表，測量結果可在100~1000V甚至更寬的范圍內變化！

　　2、頻率測量5%的誤差，對于正弦電量的影響一般在0.01%之內，而對變頻電量的影響可能達到100%。

　　3、決定功率因數(shù)的相位差，不再有明確的物理意義！

　　目前常用的變頻電量測量儀器主要有各種變頻功率分析儀、高精度功率分析儀、寬頻帶功率分析儀、電能質量分析儀、諧波檢測儀等等。

　　湖南銀河電氣有限公司專業(yè)從事變頻電量測量技術研究，是國家變頻電量測量儀器計量站的創(chuàng)建單位及國家測量標準器的研制單位，其AnyWay系列變頻電量測量儀器廣泛應用于艦船電力推進、裝甲電力牽引、軌道交通、電動汽車等電氣傳動系統(tǒng)，變頻空調、變頻冰箱、變頻洗衣機等節(jié)能家電產(chǎn)品，變頻器、電機、風機、水泵、電力變壓器等電器產(chǎn)品，風力發(fā)電、光伏、燃料電池等新能源領域的并網(wǎng)逆變器，開關電源、電源適配器、熒光燈鎮(zhèn)流器、LED照明等高效節(jié)能產(chǎn)品的檢試驗、能效評測及諧波檢測。