摘要：著重介紹了遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)在多種電源測(cè)試中的應(yīng)用，并對(duì)其主要測(cè)量原理和技術(shù)指標(biāo)作了簡(jiǎn)要介紹,。

關(guān)鍵詞：數(shù)字功率計(jì)電源測(cè)試諧波分析功率因數(shù)非正弦波測(cè)量

Test System of Power Supply Taking PF Series of Digital Dynamometer as Core

Abstract: This paper emphasizes the application of PF series of digital dynamometer to many tests of power supply,and introduces briefly their test principles and technical indexes.

Keywords:Digital dynamometer,Test of power supply,Harmonic analysis,Power factor,Measare of non sinnusoidal wave

中圖法分類號(hào)：TM933文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：02192713(2000)0944903

　1引言

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展,，現(xiàn)代電子設(shè)備在各種應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，而現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)提供其“食糧”的電源依賴性極大,。這就要求電源生產(chǎn)廠家,、質(zhì)量監(jiān)督部門等必須加強(qiáng)對(duì)電源質(zhì)量的檢測(cè)。杭州遠(yuǎn)方儀器有限公司在國(guó)際先進(jìn)儀器技術(shù)基礎(chǔ)上,，自行研制生產(chǎn)的PF系列數(shù)字功率計(jì)已經(jīng)在家用電器,、電機(jī)、電動(dòng)工具,、電熱器具,、照明電器、變壓器,、電焊機(jī)等生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)線,、實(shí)驗(yàn)室、質(zhì)檢部門和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量部門中得到了廣泛的應(yīng)用,，同樣可以成為各類電源測(cè)試的有力工具,。

2典型電源測(cè)試系統(tǒng)

圖1為典型電源測(cè)試系統(tǒng)示意圖。由圖可以看出,，被測(cè)電源,、數(shù)字功率計(jì)、調(diào)壓器和負(fù)載構(gòu)成了典型的電源測(cè)試系統(tǒng),，市電經(jīng)調(diào)壓器后接在被測(cè)電源輸入端,，并將負(fù)載接到其輸出端。而數(shù)字功率計(jì)在其輸入,、輸出回路分別并接電壓取樣傳感器V和串接電流取樣傳感器A,。下面介紹遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)在幾種常見(jiàn)電源測(cè)試中的典型應(yīng)用,。

2.1UPS的測(cè)試

UPS不僅能在電網(wǎng)供電發(fā)生故障時(shí)保障“不間斷供電”，而且能夠消除電網(wǎng)雜波,、抑制電網(wǎng)電壓波動(dòng),，明顯改善供電質(zhì)量，因而近年來(lái)得到迅速普及和發(fā)展,。隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,，對(duì)UPS性能指標(biāo)也提出了更多、更高的要求,。UPS的典型技術(shù)指標(biāo),，如輸入端的交流電壓、輸入頻率,、功率因數(shù),，輸出端的額定容量、功率因數(shù),、輸出電壓,、輸出電流、輸出頻率,、過(guò)載能力等,，能保證UPS的供電質(zhì)量。但是UPS的負(fù)載大多是各類計(jì)算機(jī),、電子儀器及電子設(shè)備等,，這些設(shè)備多是非線性負(fù)載，而UPS本身從電網(wǎng)吸取能量,，作為電網(wǎng)的負(fù)載也是非線性的,。由于非線性負(fù)載的電流波形嚴(yán)重失真，因此波形的波峰比和總諧波失真是UPS必須考察的重要技術(shù)指標(biāo),。對(duì)于波形嚴(yán)重失真的非線性負(fù)載的測(cè)量,，普通電工儀表難以準(zhǔn)確測(cè)量，遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)采用先進(jìn)的現(xiàn)代取樣和電算技術(shù),，可以準(zhǔn)確測(cè)量非正弦波,，尤其是該系列中的諧波分析型儀器能夠連續(xù)、快速,、準(zhǔn)確地進(jìn)行諧波分析,。

2.2變頻電源、逆變電源的測(cè)試

圖1電源測(cè)試系統(tǒng)示意圖

變頻電源和逆變電源在各行各業(yè)中應(yīng)用日益廣泛,，兩者一般都包含有DC/AC逆變器,。構(gòu)成DC/AC逆變器的方法很多，然而DC/AC如何輸出高質(zhì)量的正弦波是至關(guān)重要的,，其輸出電壓波形中的諧波含量愈來(lái)愈受到關(guān)注,，尤其是在電源的設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何測(cè)量及控制各次諧波含量的大小成為技術(shù)關(guān)鍵,。遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)具有強(qiáng)大的諧波分析功能,，可以直接顯示總諧波失真、各次諧波值,，也可以打印輸出或與計(jì)算機(jī)連接獲得諧波分析結(jié)果,。

2.3交流穩(wěn)壓電源的測(cè)試

交流穩(wěn)壓電源種類繁多、應(yīng)用廣泛,，而其穩(wěn)壓原理也各不相同,，有參數(shù)調(diào)整型、自耦調(diào)整型,、大功率補(bǔ)償型,、開(kāi)關(guān)型等，但其輸入電壓范圍,、輸入側(cè)電流失真,、源功率因數(shù)、輸出波形,、負(fù)載適應(yīng)性,、穩(wěn)壓精度、整機(jī)效率,、輸出頻率等都是必須考察的電性能指標(biāo),。遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)中的交流電源分析儀同時(shí)分析檢測(cè)電源的輸入、輸出參數(shù),，具備諧波分析功能,，可直接從面板顯示測(cè)量結(jié)果，還可以打印或通訊測(cè)量數(shù)據(jù)和波形,，是交流電源的理想測(cè)試工具,。

2.4開(kāi)關(guān)電源的測(cè)試

功率電子技術(shù)的高速發(fā)展促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源，尤其是高頻開(kāi)關(guān)電源的飛速發(fā)展,，開(kāi)關(guān)電源在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,。功率因數(shù)和整機(jī)效率是開(kāi)關(guān)電源必須考察的重要參數(shù)，使用功率因數(shù)校正技術(shù),，提高開(kāi)關(guān)電源的輸入功率因數(shù),，可以減小對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)具有強(qiáng)大的測(cè)量和數(shù)據(jù)運(yùn)算功能,，能夠精確地測(cè)量非正弦波的功率因數(shù),，還具有諧波失真測(cè)量功能，是幫助提高開(kāi)關(guān)電源功率因數(shù)的好幫手,。

2.5電子變壓器的測(cè)試

電子變壓器是較為常見(jiàn)的電源器件,，因?yàn)樗?jiǎn)單,、實(shí)用而有較大的市場(chǎng)需求。對(duì)于電子變壓器生產(chǎn)廠家而言,，在大批量生產(chǎn)線上就需要快速,、有效地測(cè)試變壓器的輸入、輸出參數(shù),，淘汰不合格產(chǎn)品,。遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)中的變壓器專用測(cè)試儀，正是基于這種需求而研制開(kāi)發(fā)的,，該變壓器專用測(cè)試儀能同時(shí)測(cè)試電子變壓器初級(jí)和次級(jí)各項(xiàng)電參數(shù),，自動(dòng)轉(zhuǎn)換測(cè)試變壓器的空載和負(fù)載電參數(shù)，而且依據(jù)用戶設(shè)定的電參數(shù)自動(dòng)判定變壓器合格與否,，并以聲光報(bào)警,。該專用測(cè)試儀設(shè)定好測(cè)量條件后，只需按一個(gè)測(cè)試鍵即可完成一個(gè)電子變壓器的全部測(cè)試和判定工作,，是電子變壓器大批量生產(chǎn)的得力助手,。

3PF系列數(shù)字功率計(jì)測(cè)量原理

遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)品種多樣、功能齊全,，主要有單相系列,、三相系列及專用系列，下面以單相數(shù)字功率計(jì)為例說(shuō)明遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)的典型測(cè)量原理,。

3.1原理圖

儀器主要由輸入部分,、單片計(jì)算機(jī)、顯示和接口部分組成,，如圖2所示,。在電壓輸入電路中，輸入電壓經(jīng)分壓器后進(jìn)行程控放大,，經(jīng)采樣保持器后送入A/D轉(zhuǎn)換器,，轉(zhuǎn)換結(jié)果放于電壓緩沖器中。在電流輸入電路中,，電流經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),，然后進(jìn)行程控放大，經(jīng)采樣保持器后送入A/D轉(zhuǎn)換器,，轉(zhuǎn)換結(jié)果放于電壓緩沖器中,。單片計(jì)算機(jī)從緩沖器中讀取波形數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,。自動(dòng)量程切換,、數(shù)據(jù)運(yùn)算、顯示及輸出控制也都是由單片計(jì)算機(jī)完成的。

通過(guò)串行通訊接口,，儀器還可以為上位機(jī)提供豐富的數(shù)據(jù),，如采樣波形數(shù)據(jù)、各項(xiàng)測(cè)量和運(yùn)算結(jié)果,、諧波分析結(jié)果等,。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，上位機(jī)就可以方便地根據(jù)需要組織自己的測(cè)試系統(tǒng),，如顯示或輸出測(cè)量波形、諧波頻譜等,，或與其他測(cè)試設(shè)備提供的數(shù)據(jù)一起進(jìn)行處理,。

圖2數(shù)字功率計(jì)原理圖

3.2儀器主要技術(shù)指標(biāo)

準(zhǔn)確度：0.5％～0.03％

測(cè)量范圍：

電壓：（0～600）V；

電流：（0～100）A,；

頻率：從DC,、10Hz到500kHz。

3.3實(shí)測(cè)報(bào)告一例

圖3為PF9832交流電源分析儀測(cè)試某交流穩(wěn)壓電源后所打印的測(cè)試報(bào)告,。

INPUTWAVEFORM(輸入波形)

顯示值：Ui=225.5VIi=0.752APi=0.131kW

PFi=0.777Fi=50.05Hz

Uthd=4.220％Ithd=64.11％

OUTPUTWAVEFORM(輸出波形)

圖3PF9832交流電源分析儀測(cè)試報(bào)告示例

顯示值：Uo=220.8VIo=0.187APo=0.041kW

PFo=0.999Fo=50.01Hz

Uthd=0.887％Ithd=2.888％EFF=0.313

4結(jié)語(yǔ)

遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)從0.5％精度到16位高速A/D所實(shí)現(xiàn)的0.03％的精度,，從DC到AC500kHz，從基本功能的實(shí)惠型到多功能型,，遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)提供用戶更多的選擇空間,。遠(yuǎn)方PF系列數(shù)字功率計(jì)在多個(gè)系統(tǒng)中的成功應(yīng)用也證明其能滿足各種電源設(shè)備的科研、生產(chǎn),、質(zhì)檢需要,，是組成電源測(cè)試系統(tǒng)的核心工具。