功率分析儀基礎:電壓
電壓是兩點間電場強度的線積分,代表電場力對單位正電荷由場中一點移動到另一點所做的功。電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。標量,符號“U”。
電壓在國際單位制中的主單位是伏特(V),簡稱伏,用符號V表示。1伏特等于對每1庫侖的電荷做了1焦耳的功,即1 V = 1 J/C。
強電壓常用千伏(KV)為單位,弱小電壓的單位可以用毫伏(mV)微伏(μv)。
他們之間的換算關系是:
1kV=1000V;
1V=1000mV;
1mV=1000μv。
如果電壓的大小及方向都不隨時間變化,則稱之為穩(wěn)恒電壓或恒定電壓,簡稱為直流電壓,用大寫字母U表示。如果電壓的大小及方向隨時間變化,則稱為變動電壓。對電路分析來說,一種最為重要的變動電壓是正弦交流電壓(簡稱交流電壓),其大小及方向均隨時間按正弦規(guī)律作周期性變化。交流電壓的瞬時值要用小寫字母u或u(t)表示。
電壓可分為高電壓,低電壓和安全電壓。高低壓的區(qū)別是:以電氣設備的對地的電壓值為依據(jù)的。對地電壓高于或等于1000伏的為高壓。對地電壓小于1000伏的為低壓。其中安全電壓指人體較長時間接觸而不致發(fā)生觸電危險的電壓。按照國家標準《GB3805-83》安全電壓規(guī)定了為防止觸電事故而采用的,由特定電源供電的的電壓系列。我國對工頻安全電壓規(guī)定了以下五個等級,即42V,36V,24V,12V以及6V。
電壓測量是電子測量的基礎,傳統(tǒng)測量儀器中,用于電壓測量的儀表主要是數(shù)字萬用表,但是數(shù)字萬用表通常適用于直流或低頻正弦波電壓測量。
目前由于各種大功率的電力電子開關設備的普及應用,需要對交直流電壓信號進行全面的測量:觀測其波形,分析信號的諧波含量,測量有效值、直流值等。PA系列功率分析儀就是一種能夠很好滿足這一需求的測試儀器。
PA系列功率分析儀可以用于各類變頻調(diào)速系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)等設備的測試,對電壓、電流、功率、效率、諧波等進行測量與分析的高性能儀器,是變頻技術高速發(fā)展的必然產(chǎn)物,也是變頻技術持續(xù)健康發(fā)展的重要基礎儀器,更是變頻設備能效評測不可或缺的工具。
PA系列功率分析儀的每個測量通道,可以對輸入的電壓信號進行采樣,采樣得到的數(shù)據(jù)按照特定公式計算得到結(jié)果。PA系列功率分析儀可以測量得到電壓信號的有效值、校準到有效值的整流平均值、直流分量和整流平均值。
[1] Urms是電壓的真有效值。將1個周期里的每個瞬時值先平方,求它們的平均值,然后再求平方根。相關計算公式如下所述。
[2] Umn是校準到有效值的整流平均值。將電壓的1個周期進行整流,求得平均值,再乘以當輸入信號為正弦波時成為真有效值的系數(shù);但若輸入波形為畸變波形或直流波形,則運算結(jié)果約等于基波有效值。相關計算公式如下所述:
[3] Udc即電壓1個周期的平均值。對計算直流輸入信號的平均值和疊加在交流輸入信號上的直流成分非常有效。
[4] Urmn即整流平均值。是將電壓的1個周期進行整流,求得平均值。