電力分析儀的應用

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對機床產(chǎn)品的技術(shù)要求日益提高。在貫徹JB/T3382.2-2000標準中，就需要對機床主軸空運轉功率進(jìn)行測試。按規定：任何一種型號的機床，要確定磨頭空運轉功率的指標，可選擇裝配較好的十套磨頭，測量空運轉功率，取平均值作為考核指標。這對于以小批量，多品種為特點(diǎn)的機床行業(yè)來(lái)說(shuō)，如果采用傳統的測量方法，即三表法或二表法測量磨頭電機的功率，這些測量方法的測量系統體積龐大，接線(xiàn)復雜，無(wú)疑是一件十分繁重的工作，而且受測量系統結構的限制，測量精度較低，對主軸的空運轉功率很難測試。

　　為了滿(mǎn)足JB/T3382.2-2000標準中6.4章節的要求，經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間的調訪(fǎng)，決定采用HIOKI3286型電力分析儀，成功地解決了機床的磨頭空載功率的測試工作。HIOKI3286型電力分析儀采用單片微處理器技術(shù)，可以完成對單相交流電動(dòng)機或三相交流電動(dòng)機的電壓、電流、有功功率、視在功率、功率因數、相位角等多項性能的測試。

　　1.功率因數

　　相位角的測量是通過(guò)測量電壓和電流過(guò)零點(diǎn)的差來(lái)完成的。如下圖所示。儀器通過(guò)相

位角φ，電壓U和電流I來(lái)計算三相實(shí)時(shí)有功功率P，視在功率S ，無(wú)功功率Q，反應系數sinφ，功率因數cosφ。

　　對于變頻器或晶閘管調速電路的畸變輸入波形，或者是受干擾的畸變波形，測試會(huì )不準確或根本不能進(jìn)行測試。在三相功率因數表的模式下，有功功率的計算是當作三相平衡負載處理的。如果三相不平衡，測試結果不準確。
 
　　對于變頻器或晶閘管調速電路的畸變輸入波形的測試為什么會(huì )造成不準確呢?這是因為對于畸變的波形，單相功率測量方式下測得的功率因數λ和單相功率因數測量方式下測得的功率因數λ是不同的。造成這種測量結果不同的，原因是單相功率測量方式是通過(guò)有功功率和視在功率來(lái)計算λ，即計算λ=P/S。而單相功率因數測量方式會(huì )將電壓波形和電流波形認為是正弦波，通過(guò)相位角φ來(lái)計算λ。 相位角測量是功率因數方式計算的基礎，如果說(shuō)波形發(fā)生畸變，這種功率因數的測量方式計算會(huì )產(chǎn)生很大誤差，甚至是完全錯誤。因此，對于波形發(fā)生畸變時(shí)，應該使用單相功率測量方式計算功率因數。

　　a)單相功率因數測量方式下的計算λ，功率因數測量方式會(huì )將電壓波形和電流波形認為是正弦波，通過(guò)相位角來(lái)計算λ。 相位角測量是功率因數方式計算的基礎，如果說(shuō)電壓波形和電流波形是正常的，無(wú)疑單相功率因數測量方式下的計算λ結果是正確的。

　　b)如果說(shuō)輸入的電壓波形和電流波形發(fā)生了畸變時(shí)，而單相功率因數測量方式同樣會(huì )將電壓波形和電流波形認為是正弦波，通過(guò)相位角來(lái)計算λ。 相位角測量也是功率因數方式計算的基礎，如果說(shuō)波形發(fā)生畸變，這種功率因數的測量方式計算會(huì )產(chǎn)生很大誤差。因此，對于波形發(fā)生畸變時(shí)，應該使用單相功率測量方式計算功率因數，原因是單相功率測量方式是通過(guò)有功功率和視在功率來(lái)計算λ。

　  頻率諧波分析儀 | 電能質(zhì)量分析儀 | 電能質(zhì)量監測儀 　c)三相功率因數測量方式下的計算λ，功率因數測量方式會(huì )將電壓波形和電流波形認為是正弦波，通過(guò)相位角來(lái)計算λ。 相位角測量是功率因數方式計算的基礎，如果說(shuō)電壓波形和電流波形是正常的，無(wú)疑三相功率因數測量方式下的計算λ結果是正確的。

　　d)如果說(shuō)輸入的電壓波形和電流波形發(fā)生了畸變時(shí)，而三相功率因數測量方式同樣會(huì )將電壓波形和電流波形認為是正弦波，通過(guò)相位角來(lái)計算λ。 相位角測量也是功率因數方式計算的基礎，如果說(shuō)波形發(fā)生畸變，這種功率因數的測量方式計算會(huì )完全錯誤。因此，對于波形發(fā)生畸變時(shí)，應該使用三相功率測量方式計算功率因數。原因是與單相功率測量方式相同，三相功率測量方式也是通過(guò)有功功率和視在功率來(lái)計算λ。

　　2.功率測量

　　a)對于單相電路而言，電機功率的計算公式是：P=IUcosφ，由于單相電路的功率測量電路是維一的測量回路，它的負載功率也是維一的，因此可以直接用HIOKI3286型電力分析儀測量，可以直接從HIOKI3286型電力分析儀上讀出測量結果，測量電路見(jiàn)附圖1。
 
　　b)對于三相電路而言， 測量電路見(jiàn)附圖2，三相電機功率的計算公式是：P=1.732IUcosφ，由于三相電路的功率測量電路是三相的測量回路，這就涉及它的負載功率是否平衡， 如果說(shuō)它的負載功率是平衡的，可以直接用HIOKI3286型電力分析儀測量，從HIOKI3286型電力分析儀上讀出測量結果。

　　c)如果說(shuō)它的負載功率不是平衡的， 測量電路仍按附圖2，直接用HIOKI3286型電力分析儀測量，從HIOKI3286型電力分析儀上讀出測量結果就會(huì )產(chǎn)生較在的測量誤差。 這是因為公式是：P=1.732IUcosφ，其中電流I的取值源于儀器的鉗形傳感器