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功率分析仪测量位移因素和失真因数的方法

2022-05-17 09:43:23

    电的用途十分广泛,实现科技制造价值的同时,生活中的照明也是十分重要的。远离未知的黑暗带来光明和希望是灯具制造时初的设计理念。在日常生活和生产过程中,都需要使用照明灯具。因此在满足生活的基本需求下同时也延伸出更有价值的商业应用,那么对于照明行业的伙伴们在生产过程中又将注意哪些问题呢?


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1、位移因数的定义

   按照标准:BS EN 62612:2013+A2:2018或者IEC 62612:2013+A2:2018电源电压大于50V的LED灯的性能要求,标准里面存在一个位移因数的概念,英文可称为displacement factor 。


   标准里面对位移因数的定义是电压基波与电流基波的相位角的余弦值。位移因数同时可称为基波功率因数,其公式如下:


☑基波功率因数=基波有功功率/电压基波有效值×电流基波有效值。

☑功率因数=有功功率(包含基波有功功率和谐波有功功率)/电压真有效值×电流真有效值。

因此如果在正弦电路中,位移因数等于功率因数,反之在非正弦电路中,位移因数一般大于功率因数。


2、如何测量位移因数?

    功率分析仪能够直接测量功率因数的,某些客户会错误将功率因数当做位移因数进行使用。需要注意的是虽然功率分析仪的常规测量项目里没有显示位移因数这一项,但是能够测量谐波的功率分析仪可以直接测量位移因数。具备谐波分析功能的功率分析仪,除了能够测量电流,电压,功率的谐波外,同样还可测量功率因数的谐波。依照位移因数的概念,位移因数则就是基波功率因数。在测量时仅需要对功率因数进行谐波分析,一次的值就是位移因数(下图所示红色框中的项目)。


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     除上述要求外,规范里面还存在下图所示的限值要求,因此可按照被测LED灯的有功功率的大小来判断位移因数是否合格。


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3、失真因数

    根据名字就可知道的是:衡量信号的失真程度的值,失真因数的值与谐波的值关联紧密。按照规范正文,可以清楚的知道它的值与电流的总谐波失真的值相关,具体关系如下:


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    从上图中可以明白的是,只需得出电流的总谐波失真值,就可算出失真因数。但这个关键的电流总谐波失真值,仅仅是关注前40次谐波的值,之后THD公式使用的是基波却不是总波。


4、测量失真因数及规范定义的功率因数

    功率分析仪虽然能够直接测量电流的总谐波失真值,但是会出现同一个基波,经过不同功率分析仪分析的谐波上限会不一样。因此在谐波设置里面需要将测量条件设置到与规范一致,这样才可确保测量的这个电流总谐波失真值是规范且合格的。具体设置如下所示,谐波小次数选择1,大次数选择40,之后将THD公式选择为1/基波。


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     功率分析仪的常规测量项目里是不存在失真因数的,不过我们已经得到了电流总谐波失真值,单只要通过运算,就可得到失真因数了。手动运算的方式也可行,不过这样会很繁琐同样也保证不了准确度。在此推荐横河的功率分析仪,里面一个自定义运算功能,采用这个功能,可以对测量值作自定义的运算,然后得到运算后的值。这个自定义的值,我们既可以在设备上显示,也可以和常规测量项目一起保存,十分的方便,自定义公式的设置如下所示:


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    使用自定义公式,将F1的名称改成失真因数的英文缩写Kdt,,同时将表达式设置为SQRT(1+ITHD(E1)×ITHD(E1),之后在测量项目中调出F1,如此就可得出失真因数的值。


    假如客户希望根据规范的要求算出功率因数,只需要在自定义公式里把F2设置成的表达式设置为LAMBDAK(E1,OR1)/SQRT(1+ITHD(E1)×ITHD(E1)/1000), 然后在测量项目中调出F2,就可以得到规范定义的功率因数值。如下图:


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     通过自定义运算功能,可以同时得出且显示出我们关注的位移因数,失真因数以及合规的功率因数。经过对比可以知道,常规测量的功率因数为0.16654,但是合规的功率因数是0.13915,这两个值还是存在着一些差异的。因此在这个合规测试里,功率因数我们不能使用常规测量项目里的λ,应需要用自定义运算里面的位移因数乘以失真因数的值。


5、小总结:

    横河的功率分析仪,只是具备谐波分析功能的,都能够直接显示位移因数。假如想要同时显示失真因数和合规的功率因数,应要选择有自定义运算的功率分析仪,例如WT1800E或是WT5000系列产品。设备单机就能测量,显示和保存这几个参数,操作十分简单。还有其他疑问的伙伴们可在线沟通,或致电客服!


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