一基本概念

　　瞬時(shí)功率是指某一時(shí)刻電壓與電流的乘積，記瞬時(shí)電壓為u(t)，瞬時(shí)電流為i(t)，瞬時(shí)功率為p(t)，則：

　　

　　在交流電路中，有功功率是指一個(gè)周期內(nèi)發(fā)出或負(fù)載消耗的瞬時(shí)功率的積分的平均值(或負(fù)載電阻所消耗的功率)，因此，也稱(chēng)平均功率。

　　記有功功率為P，則有功功率計(jì)算公式如下：

     （1）

　　式（1）是一個(gè)普遍適用的有功功率計(jì)算公式。

　　對(duì)于交流電，T為交流電的周期，對(duì)于直流電，T可取任意值。

　　對(duì)于正弦交流電，經(jīng)過(guò)積分運(yùn)算可得簡(jiǎn)化的有功功率計(jì)算公式如下：

　　P=UIcosφ　　　（2）

　　上式中，U、I分別為正弦交流電的有效值，φ為電壓與電流信號(hào)的相位差。

　　對(duì)于對(duì)稱(chēng)的三相正弦電路，其有功功率計(jì)算公式如下：

　　P=3U_PI_Pcosφ   （3）

　　或

　　P=√3UIcosφ    （4）

      式（3）中U_P、I_P分別為相電壓和相電流的有效值，式（4）中U、I分別為線(xiàn)電壓和線(xiàn)電流的有效值，式（3）和式（4）中的φ均為相電壓與相電流的相位差。

二三相正弦電路的瞬時(shí)功率

　　對(duì)于單相正弦交流電而言，其瞬時(shí)功率是變化的，因此，對(duì)于單相電機(jī)，其輸出轉(zhuǎn)矩有脈動(dòng)。

　　對(duì)于三相電機(jī)，其三相電的瞬時(shí)功率之和卻是恒定值，因此，對(duì)于三相電機(jī)，其輸出轉(zhuǎn)矩?zé)o脈動(dòng)。

　　三相電瞬時(shí)功率計(jì)算公式推導(dǎo)如下：

　　假設(shè)：

　　Ua=Um*sin（ωt+120°）

　　Ia=Im*sin（ωt+120°-φ）

　　那么，

　　Pa

　　=Ua*Ia

　　=Um*Im*sin（ωt+120°）*sin（ωt+120°-φ）

　　=1/2*Um*Im*[cosφ-cos(2ωt+240°-φ)]

　　同理：

　　Pb

　　=1/2*Um*Im*[cosφ-cos(2ωt-φ)]

　　Pc

　　=1/2*Um*Im*[cosφ-cos(2ωt-240°-φ)]

　　P=Pa+Pb+Pc

　　=3/2*Um*Im*cosφ-[cos(2ωt+240°-φ)+cos(2ωt-φ)+cos(2ωt-240°-φ)]

　　=3/2*Um*Im*cosφ-[cos(2ωt-120°-φ)+cos(2ωt-φ)+cos(2ωt+120°-φ)]

　　∵cos(2ωt-120°-φ)+cos(2ωt+120°-φ)

　　=2cos(2ωt-φ)*cos(-120°)=-cos(2ωt-φ)

　　∴P=3/2*Um*Im*cosφ

　　∴P=3UIcosφ    （5）

　　式（5）為三相電瞬時(shí)功率計(jì)算公式，與三相電有功功率計(jì)算公式（3）完全相同，即：三相電機(jī)的輸出瞬時(shí)功率為恒定值。

三變頻電量有功功率的測(cè)量

　　一般測(cè)量?jī)x器采用式（2）、（3）或（4）作為有功功率計(jì)算公式。然而，該公式僅適用于正弦交流電的有功功率計(jì)算。對(duì)于電壓或電流兩者之一或均為非正弦交流電時(shí)，式（2）、（3）或（4）不再適用。

　　變頻電量定義如下：

　　1、信號(hào)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(hào)。

　　2、信號(hào)頻譜包含兩種或更多的被關(guān)注的頻率成分的電信號(hào)。

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

　　對(duì)于第一類(lèi)變頻電量，有功功率計(jì)算公式（2）、（3）或（4）仍然適用，對(duì)于第二類(lèi)變頻電量，只能采用有功功率計(jì)算公式（1）計(jì)算有功功率。

　　除了變頻器輸出的PWM波，二極管整流的變頻器輸入的電流波形，直流斬波器輸出的電壓波形，變壓器空載的輸入電流波形等，均含有較大的諧波。均屬于第二類(lèi)變頻電量。

　　第二類(lèi)變頻電量的頻率成分復(fù)雜，變頻功率計(jì)的測(cè)量一般包括基波有功功率（簡(jiǎn)稱(chēng)基波功率）、諧波有功功率（簡(jiǎn)稱(chēng)諧波功率）、總有功功率等，相比工頻功率計(jì)而言，其功能較多，技術(shù)較復(fù)雜，一般稱(chēng)為變頻功率分析儀或?qū)掝l功率分析儀。

　　變頻功率分析儀可以作為工頻功率分析儀使用，除此之外，一般還需滿(mǎn)足下述要求：

　　1、滿(mǎn)足必要的帶寬要求，并且采樣頻率應(yīng)高于儀器帶寬的兩倍。

　　2、要求分析儀在較寬的頻率范圍之內(nèi)，精度均能滿(mǎn)足一定的要求。

　　3、具備傅里葉變換功能，可以分離信號(hào)的基波和諧波。

四變頻電量功率測(cè)量?jī)x器

　　WP4000變頻功率分析儀是用于各類(lèi)變頻調(diào)速系統(tǒng)的電壓、電流、功率、諧波等電量測(cè)試、計(jì)量的新型測(cè)量設(shè)備，是變頻技術(shù)高速發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是變頻技術(shù)持續(xù)健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)儀器，更是變頻設(shè)備能效評(píng)測(cè)不可或缺的工具。

圖. 變頻電量功率測(cè)量?jī)x器

　　1、該儀器/系統(tǒng)由數(shù)字量輸出的變頻電量變送器和數(shù)字量輸入的二次儀表構(gòu)成，兩者通過(guò)光纖連接。完全避免了復(fù)雜電磁環(huán)境下傳輸環(huán)節(jié)的衰減和干擾。

　　2、采用電機(jī)、變頻器、變壓器、節(jié)能燈具等電器產(chǎn)品的各種試驗(yàn)工況下實(shí)測(cè)最低準(zhǔn)確度指標(biāo)作為標(biāo)稱(chēng)準(zhǔn)確度指標(biāo)。

　　3、根據(jù)電壓、電流的量程從1mV~20kV，100uA~7000A，變頻電量變送器有100多種規(guī)格型號(hào)可供選擇，對(duì)于高壓、大電流測(cè)量，既可采用低電壓、小電流的DT系列數(shù)字變送器與外部傳感器配套使用，也可直接采用高電壓、大電流的SP系列變頻功率傳感器直接測(cè)量，減少中間環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度。

　　4、每臺(tái)分析儀可配置1~6個(gè)功率單元（變頻電量變送器），對(duì)于更多功率單元的測(cè)試項(xiàng)目，可采用多臺(tái)分析儀級(jí)聯(lián)，在同步光纖的控制下，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)分析儀之間的準(zhǔn)確同步測(cè)量。

　　5、有功功率測(cè)量采用普適公式：有功功率計(jì)算公式（1），適用任意波形的變頻電量的有功功率測(cè)量。

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