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功率分析仪的电路图及其工作原理

发布时间:2021-05-10浏览次数:809返回列表

功率分析仪的电路图及其工作原理
功率分析仪是用来监测电能质量的工具。电路中电的传输速率称为电功率。电功率以瓦特-焦耳每秒为单位。发电有多种方法。我们在家中使用的电力通常由发电机产生,并通过电网供应给家庭和工业。这项任务是由电力工业来完成的。电能质量的不必要变化可能导致故障或损坏敏感设备。因此,经常性地监测电能质量是至关重要的。
什么是功率分析仪?
功率分析仪,又称电能质量分析仪,是用来监测设备电能质量的设备。电能质量通常被理解为电源/电源与插入的负载之间的兼容性,以便负载能够正常工作。当电能质量较低时,负载可能损坏或发生故障。造成电能质量差的原因有很多。
电压、信号频率和波形是衡量电能质量的主要因素。当电源电压稳定在规定范围内,交流频率稳定且接近额定值且电压曲线平滑时,即认为电能质量良好。
由于供电中断、电压幅值变化、暂态电流、交流电源谐波升高等原因,电能质量可能会发生变化。对于电能质量故障排除,功率分析仪有助于校准和消除电力中出现的电压骤降、膨胀、谐波、不平衡等问题。
电路图
为了了解功率分析仪的工作原理,让我们看看它的电路。
功率分析仪电路图
典型的功率分析仪由两个隔离的电压和电流输入通道组成。电压输入有一个衰减器,电流输入有一个内置的电流分流器。对这些输入信号进行高速采样处理。它还包含一个FPGA单元来连接所有其他单元。提供了一个的CPU,它从DSP接收输入,用于显示结果、存储结果并通过无线信道传输。
功率分析仪连接
在电力工业中,电力是由发电机产生的。然后这些电能在输电线路上传输,通过这个网络进行分配,到达终端用户附近的电能表。为了有效监测网络中的电力,功率分析仪安装在三个重要位置——主配电盘、配电盘、二次配电盘。
电源-该阶段由高性能设备组成,需要的监控。在此阶段使用的功率分析仪必须具有附加功能。
配电盘-在此阶段,功率分析仪专门用于记录电气参数,并在发现任何异常情况时报告警报。
次级配电盘——这些功率分析仪专用于监测和记录连接到传输线末端的负载数据。这些提供了有关每个负载的状态和功耗的完整信息。
测量电参数有两种方法。直流测量-对于这种类型的测量电路应该是开路的。间接电流测量-在这里,电流互感器夹具连接到导线上以测量电流。根据操作领域的不同,有不同类型的功率分析仪用于不同的应用。
对于维护和检查任务,好使用带夹具的功率分析仪。这些不需要任何额外的连接。三相功率分析仪有三个夹具同时测量输入。
如果测量电流在功率分析仪大额定输入电流范围内,则载流电缆可直接连接到功率分析仪输入端。如果测量电流超过额定输入限值,则使用外部电流互感器将电流转换为电压或电流信号,以便功率分析仪直接测量。
功率分析仪工作原理
功率分析仪用于测量交流电路(AC)或直流系统(DC)中的电能质量。在测量交流电路的电能质量时,它使用了不同的电路考虑因素。
现代功率分析仪是便携式的,可以使用无线媒介传输信息。分析仪的每个通道都有一个开关,可以连接到内部或外部衰减器,以获得电压和电流特技。接着是高阻抗缓冲器、一系列增益级和A/D转换器。
数字信号处理器控制所处理输入的增益和A/D转换。前部提供了一个自动调零开关,以确保直流。
该功率分析仪可测量各种参数,如W、VA、VAr、功率因数、相位、真均方根值、基波谐波、TIF、阻抗、电压浪涌等。功率分析仪的整个操作可通过串行接口、LAN或GPIB接口进行控制。
这里使用的电流分流器提供非常宽的带宽和小的相移。电压衰减器有助于实现与电流分流响应相匹配的宽带宽响应。在这里,两个通道都是数字校准,不需要任何物理调整。
通常,测量电信号的真有效值时间周期是任何测量仪器的关键任务。当应用于交流信号时,这种测量就成为一项复杂的任务。
当涉及到交流信号来计算交流波形的真有效值时,必须计算整个交流频率周期的平均值。这就是电路的基频。
交流功率分析仪以模拟波形显示输出。这里使用内置示波器来显示输出。对于直流功率分析仪,显示器用于显示数字。
高级功率分析仪
除了功率测量,一个创新的功率分析仪可以提供其他各种因素的信息。这些的功率分析仪通常用于测量机械能值,如扭矩和转速。这些被认为是制造应用中的关键因素。
这为测量机电系统的性能和效率提供了数据。高级功率分析仪执行的一些附加计算包括:
效率映射。
快进变换。
谐波分析。
基本力量。
RMS值。
空间矢量和DQ电流,以及极坐标图和对称图
功率分析仪测量
根据制造商和型号的不同,功率分析仪可以进行各种测量。但是每个功率分析仪必须计算的典型测量值有电压、电流、功率、电压峰值参数、平均参数、均方根值、谐波、相位等。。现代功率分析仪通常具有存储数据和记录数据的能力。这些数据通常存储在船上,以后可以下载或显示在屏幕上。
功率分析仪还可以通过以太网或USB与其他计算机进行数据通信或共享,以进行进一步的分析。
应用
随着电子产品使用量的增加和电力负荷灵敏度的提高,电能质量测量已成为一项重要的任务。功率分析仪的其他一些应用如下:
确定电气问题。
记录所消耗电能的总成本。
实时获取各种电气变量的信息,以达到大的能源效率。
控制和减少不必要的用电。
用于变速电机驱动分析的功率测量。
测量LED驱动器的效率和电能质量。
使用备用电源分析软件。
公用事业、变电站、电力工业包括各种变压器、发电机和配电网。为了保持此类系统的理想功能,有必要对功率分析仪等设备进行定期监测和故障排除。只需连接工具,以数字或图形方式查看状态,记录数据,并与其他系统共享以进行进一步分析。
制造商面临的电气问题可能导致生产率和机器性能下降,同时增加电气成本。在这种情况下,一个好的功率分析器可以帮助捕捉、解释和诊断问题。

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