功率測(cè)試儀是近年來(lái)的稱(chēng)謂,一般指以測(cè)量有功功率為主的儀器儀表,俗稱(chēng)功率計(jì)、功率表或瓦特表。
近年來(lái),以變頻調(diào)速為代表的電力電子技術(shù)發(fā)展迅速,被測(cè)電信號(hào)已經(jīng)由傳統(tǒng)的50Hz正弦波演變?yōu)榛l率范圍寬、富含諧波、波形復(fù)雜的變頻電量,傳統(tǒng)功率計(jì)已經(jīng)不能滿(mǎn)足變頻電量的測(cè)試需求。
新型功率計(jì)通常要求適應(yīng)的變頻電量的測(cè)試需要,要求具備更多的功能和更高的技術(shù)指標(biāo)。為了區(qū)別于傳統(tǒng)功率計(jì),這類(lèi)新型功率計(jì)一般稱(chēng)為功率分析儀,也有稱(chēng)功率測(cè)試儀、功率測(cè)量?jī)x、功率儀等。
傳統(tǒng)功率計(jì)主要測(cè)量電參量為電壓有效值、電流有效值和有功功率。除了上述參數(shù)外,功率測(cè)試儀一般還要求測(cè)量基波電壓有效值、基波電流有效值、基波有功功率及諧波電壓、諧波電流及諧波功率。
由于需要測(cè)量的參量較多,并且某些參量需要采用基于數(shù)字濾波器及傅里葉變換等數(shù)字信號(hào)處理的方式,功率測(cè)試儀大多基于交流采樣技術(shù),各種需要測(cè)量的參量通過(guò)對(duì)交流采樣獲取的數(shù)字樣本序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算獲取。如:通過(guò)對(duì)被測(cè)電壓的一個(gè)信號(hào)周期的數(shù)字樣本序列進(jìn)行方均根運(yùn)算可以得到真有效值,進(jìn)行傅里葉變換,可以得到被測(cè)電壓的基波有效值和諧波幅值及相位,進(jìn)一步運(yùn)算可以得到諧波失真、諧波含量等等。
由于被測(cè)電量往往為變頻電量(如:變頻器輸出的PWM波),波形較復(fù)雜,功率測(cè)試儀一般還要求具備實(shí)時(shí)示波器的功能,以便直觀的了解被測(cè)電參量的特點(diǎn)。
功率測(cè)試儀、功率測(cè)量?jī)x與功率計(jì)的區(qū)別
目前市面上高精度功率分析儀宣稱(chēng)精度最高的是0.01%。我們不能輕易的被沒(méi)有法律效應(yīng)的數(shù)字忽悠,因?yàn)?,你被忽悠了,你還無(wú)處申述。因?yàn)槠涓鼮樵攲?shí)的技術(shù)資料將告訴:這個(gè)0.01%僅僅是個(gè)數(shù)字而已,沒(méi)有證據(jù)(不能溯源)不說(shuō),還與實(shí)際精度并無(wú)多大關(guān)系!
高精度功率測(cè)試儀是怎樣煉成的?
解讀測(cè)試設(shè)備的精度指標(biāo)
大儀器技術(shù)是湖南銀河電氣有限公司針對(duì)變頻功率測(cè)試系統(tǒng)提出的一項(xiàng)技術(shù)。主要圍繞量值溯源解決了三個(gè)問(wèn)題:
A、經(jīng)溯源的系統(tǒng)精度更加可信
B、解決了傳感器角差溯源難的問(wèn)題
C、維修、維護(hù)、年檢時(shí)溯源更加簡(jiǎn)單
系統(tǒng)精度取決于構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)部件的性能,猶如木桶效應(yīng)一樣,系統(tǒng)精度主要取決于精度最低的部件。就目前技術(shù)水平而言,電壓、電流傳感器的角差指標(biāo)是提高功率測(cè)試系統(tǒng)精度的主要瓶頸。
對(duì)功率測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)部件作合理選型,是提高功率測(cè)試系統(tǒng)性能和降低系統(tǒng)成本的最有效的方法。
您知道您的功率測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)精度嗎?
相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范均采用儀表的引用誤差來(lái)定義電工儀表的準(zhǔn)確度。
也就是說(shuō),電工儀表的準(zhǔn)確度對(duì)應(yīng)的精度指標(biāo),只有在儀表滿(mǎn)量程處能夠成立。
對(duì)于相對(duì)量程為小信號(hào)的測(cè)量對(duì)象,如果希望獲取相同的測(cè)量精度,就必須采用更小量程的儀器儀表。
也就是說(shuō),儀器儀表標(biāo)稱(chēng)的是引用誤差或準(zhǔn)確度,而實(shí)際測(cè)量關(guān)注的是相對(duì)精度或讀數(shù)精度?;蛘哒f(shuō),引用誤差或準(zhǔn)確度用于衡量?jī)x器儀表的測(cè)量質(zhì)量,而相對(duì)誤差或相對(duì)精度用于衡量測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量。
儀器儀表的這一特性,大大局限了其適用范圍,提高了測(cè)試成本。
銀河電氣的WP4000變頻功率分析儀等功率計(jì)類(lèi)產(chǎn)品,采用無(wú)縫量程轉(zhuǎn)換技術(shù),并將200倍動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的最大相對(duì)誤差作為儀表的準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)依據(jù),大大拓寬了功率計(jì)的準(zhǔn)確測(cè)量范圍,提高了測(cè)試效率和質(zhì)量,降低了測(cè)試成本。
WP4000變頻功率分析儀為何標(biāo)稱(chēng)相對(duì)精度?
全局精度是銀河電氣率先提出的概念,主旨在于規(guī)范功率分析儀精度標(biāo)稱(chēng)方式,保護(hù)消費(fèi)者的合法權(quán)益。
全局精度本意非常簡(jiǎn)單,要求標(biāo)稱(chēng)精度與適用范圍要一致。即:標(biāo)稱(chēng)精度在適用范圍內(nèi)均能成立。
例如:
你的汽車(chē)在高速路上以100公里時(shí)速勻速行駛的百公里油耗為5升。在均速為20公里的山路上行駛的百公里平均油耗為20升。
這里,“高速路上以100公里時(shí)速勻速行駛”和“均速為20公里的山路上行駛”是百公里油耗的前提。離開(kāi)前提去談?dòng)秃氖菦](méi)有意義的,當(dāng)然,“高速路上以100公里時(shí)速勻速行駛”這個(gè)前提可以例外,因?yàn)?,這是一個(gè)默認(rèn)的前提。
例如,有人問(wèn)你,“有人問(wèn),你的汽車(chē)油耗多少?”(沒(méi)有前提,視為默認(rèn)前提)
你說(shuō),5升!對(duì)方是可以聽(tīng)懂的。
但是,如果人家問(wèn)你,均速為20公里的山路上行駛,你的汽車(chē)油耗是多少?
此時(shí),前提已經(jīng)非常明確了,并且,不是那個(gè)默認(rèn)前提,正確答案應(yīng)該是:20升!
如果你還說(shuō)是5升,那就顯得你無(wú)知了!如果你是專(zhuān)業(yè)的汽車(chē)銷(xiāo)售商,那就有弄虛作假的嫌疑!
對(duì)于變頻功率分析儀而言,“高速路上以100公里時(shí)速勻速行駛”相當(dāng)于被測(cè)對(duì)象為簡(jiǎn)單的工頻正弦波,而“均速為20公里的山路上行駛”相當(dāng)于被測(cè)對(duì)象為復(fù)雜的變頻電量。
對(duì)于相同的功率分析儀,如果明確被測(cè)對(duì)象為工頻正弦波電量,那么,標(biāo)稱(chēng)該條件下的精度指標(biāo)是無(wú)可厚非的。但是,如果明確是適用變頻電量測(cè)試,就應(yīng)該標(biāo)稱(chēng)在適用的全局范圍內(nèi)均能成立的全局精度指標(biāo),而不能標(biāo)稱(chēng)只有在工頻正弦波條件下才能成立的精度指標(biāo)。
唯一一款標(biāo)稱(chēng)全局精度的寬頻帶高精度功率分析儀
校準(zhǔn)平均值在特定條件下可以替代基波有效值,在某些特殊場(chǎng)合下,比基波有效值更有意義,但是,校準(zhǔn)平均值不能全面的替代基波有效值。
事實(shí)上,校準(zhǔn)平均值就是均值檢波法得到的用于替代正弦波真有效值的一個(gè)參量,均值檢波法在傳統(tǒng)的電壓表、電流表、萬(wàn)用表和功率計(jì)中獲得了廣泛應(yīng)用。對(duì)于適用變頻電量測(cè)量的變頻功率分析儀而言,基于傅里葉變換的基波有效值測(cè)量方法,是不可或缺的測(cè)量方法。
橫河功率分析儀的校準(zhǔn)平均值真的可以替代基波有效值嗎?
功率分析儀的出現(xiàn),與近年的電子電子技術(shù)及新能源技術(shù)密切相關(guān),這些行業(yè)面對(duì)的電參量與傳統(tǒng)的工頻或中頻電量完全不同,許多使用單位只知道傳統(tǒng)的功率表或功率計(jì)不能滿(mǎn)足其需要,但是不能準(zhǔn)確提出自己的需求。也有許多用戶(hù)提出了遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其實(shí)際測(cè)試需要的測(cè)試需求。
這種情況下,功率分析儀逐漸演變成為幾乎具備包括功率表、示波器、諧波檢測(cè)儀、電能質(zhì)量分析儀在內(nèi)的所有電參量測(cè)試儀器的功能的綜合電參量測(cè)試儀器。
這是導(dǎo)致功率分析儀成本攀升的主要原因。
更為重要的原因是:大部分本需要采用功率分析儀的用戶(hù),由于缺乏專(zhuān)業(yè)知識(shí),或基于成本考慮,仍選擇了廉價(jià)的功率表。
這導(dǎo)致了功率分析儀的市場(chǎng)大幅度縮水!
在物以稀為貴的這一永恒的市場(chǎng)規(guī)律的支配下,功率分析儀成為少數(shù)人使用的稀有物種!甚至成為企業(yè)研發(fā)能力和生產(chǎn)力的象征,豈有不貴之理!
功率分析儀價(jià)格為何遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于功率表、功率計(jì)價(jià)格?
WP4000變頻功率分析儀主機(jī)是一臺(tái)計(jì)算機(jī),是一臺(tái)專(zhuān)用計(jì)算機(jī),是一臺(tái)相比目前所有功率分析儀內(nèi)置微處理器而言,速度更快、存儲(chǔ)容量更大、可靠性更高、安全性更好的儀器儀表專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。
中國(guó)工程院張鐘華院士說(shuō):AnyWay變頻功率測(cè)試系統(tǒng)解決了面向國(guó)家電機(jī)節(jié)能重點(diǎn)工程、面向電機(jī)能效計(jì)量檢測(cè)和指導(dǎo)電機(jī)節(jié)能改造中的變頻功率測(cè)試和變頻電能計(jì)量等世界性技術(shù)難題。
時(shí)任質(zhì)檢總局總工程師劉卓慧女士說(shuō):ATITAN變頻功率標(biāo)準(zhǔn)源解決了目前其它國(guó)家尚未解決的變頻電量傳感器、變頻電量分析儀、變頻高電壓測(cè)試儀器等計(jì)量器具的技術(shù)參數(shù)量值溯源問(wèn)題。
兩位電磁測(cè)量領(lǐng)域的泰斗級(jí)人物所述的AnyWay變頻功率測(cè)試系統(tǒng)和ATITAN變頻功率標(biāo)準(zhǔn)源的核心測(cè)量元件正是SP系列變頻功率傳感器。
具體講,SP系列變頻功率傳感器主要解決了下述三大問(wèn)題:
A、解決了6kV以上變頻高電壓測(cè)試問(wèn)題
B、解決了變頻電量傳感器角差溯源問(wèn)題
C、解決了變頻電量傳感器換擋成本高昂的問(wèn)題
未完待續(xù)
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