LMG671功率分析仪由正弦源供电的非线性负载的无功功率
日期：2025-04-26 00:47
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摘要：LMG671功率分析仪由正弦源供电的非线性负载的无功功率，测量无功功率的两种方法，一种是使用原始畸变电流信号，另一个是滤波后的电流信号。在这个例子中被测物是一台LMG95测量自己的消耗。
LMG671功率分析仪由正弦源供电的非线性负载的无功功率
测量无功功率的两种方法，一种是使用原始畸变电流信号，另一个是滤波后的电流信号。在这个例子中被测物是一台LMG95测量自己的消耗。
用畸变电流信号的测量
我们使用如下输入信号：
电压信号从ZES ZIMMER 5000i功率源中获得。这个电压是频率50Hz的正弦波。
电流信号是未滤波的并且是有畸变的，但是只包含谐波分量（50Hz，100Hz，…）。
上面显示的数值是在“HARM100”模式下获得。如你所看到的，视在功率“S”是非常高的，是由畸变无功功率“D”造成的而不是相位偏移。你可以计算相位偏移无功功率Qshift，如下计算：
用滤波后的电流信号测量
另一个方法获得畸变无功功率“D”在如下实验中实现。我们使用和上面一样的设置，另外再设置一个30Hz的数字滤波。
为了过滤掉畸变电流输入信号，我们做了如上的滤波设置。
现在电流波形是接近正弦的了，因为2次以上谐波被过滤掉了。
由于设置了滤波器，基本分量会稍微小一点。如你看到的，有功功率P是与总的视在功率S是很接近的。现在测量到的无功功率Q是由于电压和电流之间的相位偏移造成的。Qshift=3,7961var，是在“用畸变电流信号的测量”内容中计算得出。
输入信号的畸变可能会造成一个非常大的视在功率。为了计算畸变无功功率D，你需要无功功率Q的两个不同数值。首先需要测量畸变输入信号，这个意味着总的无功功率包含2个部分：Qdist（D）和Qshift。**个测量需要带入滤波后的输入信号。现在畸变无功功率Qdist“D“变成0（没有谐波），这个代表Q等于Qshift。用下面的公式你可以获得正确的Qdist（D）:
注意：这是有效的情况是滤波后只有Qshift存在。下面是一个无效的例子。
在LMG95上，你可以用“HARM100“选件直接测量获得准确的“D”值。
热风枪的爆射控制信号的测量
下面的电路将描述测量不同类型功率的正确值的难度。在实际应用中，你会找到很多如上的理论解释。
LMG671功率分析仪由正弦源供电的非线性负载的无功功率试验
电路的搭建如下图所示：
时间信号
下图显示了被吸收电流的时间信号。峰值显示的电流，是需要加热专线圈。加热前后的信号是风扇电机的单向整流电流。这个信号可解释为具有50Hz载波频率的调幅为1.5Hz矩形信号，而忽略单向整流电流。
用于测量不同种类功率的*佳设备是带”HARM100”选件功能的ZES ZIMMER LMG系列产品。数值更新周期是你使用普通仪器面临的*大问题。上面的矩形信号有一个639ms的时间周期；用1s的更新时间来测量，将会得到非常波动的功率测量值。问题是电压或电流频率的触发。因为调幅信号的基带信号（1.5Hz）是不存在的，因此不可能用普通的滤波器触发。
LMG系列提供了一个特殊的触发器设置，以允许测量AM调解。
测量菜单设置
下面的调整必须在测量菜单里设置：重要！！Xtrig！
XTrig 菜单设置
为了测量不同功率的正确值，调幅信号必须用30Hz滤波器进行开方和滤波。由于直流分量在开方后没有零交叉，因此将触发电平设置为是很重要的。
默认菜单里的数值
默认菜单中显示的值是正确地测量爆射控制信号的真有效值TRMS.信号的基础频率是1.5Hz。所有的数值都是稳定的！这是一个正确同步的展示。
谐波分析
为了更好地理解测量值，谐波分析是非常有帮助的。下面的数字显示了不同电流谐波的参与，是对测量的真有效值有影响的，是在1.5Hz基波上触发。
谐波分析显示出信号有一个非常高的畸变无功功率“D”，因为电压是正弦的，电流有很多频谱分量在0...50Hz和50...100Hz之间。
LMG671功率分析仪由正弦源供电的非线性负载的无功功率较“normal”测量模式的区别：线触发
下面的图显示信号的谐波分析，通过线频率触发。**张图是当加专线圈不在运行状态下获取的。直流分量是由于风扇电机造成的。
在**张图加专线圈开始加热，电流增加到8A。
畸变无功功率是一直存在的，独立于加专线圈在运行或是非运行。在这个例子中畸变无功功率“D”是由于风扇电机电流的单向整流造成的。有功功率和视在功率改变是非常大的，基于加专线圈是运行还是非运行。所有测量是在2个周期线频率下完成的。
功率分析
当X同步到1.5Hz调制信号的频率时，测量了以下功率值：
这里50Hz功率分量是在第32次谐波。畸变无功功率是更大了，因为两侧带宽都被纳入了计算。有功功率和视在功率都是稳定的，
测量无功功率的两种方法，一种是使用原始畸变电流信号，另一个是滤波后的电流信号。在这个例子中被测物是一台LMG95测量自己的消耗。
用畸变电流信号的测量
我们使用如下输入信号：
电压信号从ZES ZIMMER 5000i功率源中获得。这个电压是频率50Hz的正弦波。
电流信号是未滤波的并且是有畸变的，但是只包含谐波分量（50Hz，100Hz，…）。
上面显示的数值是在“HARM100”模式下获得。如你所看到的，视在功率“S”是非常高的，是由畸变无功功率“D”造成的而不是相位偏移。你可以计算相位偏移无功功率Qshift，如下计算：
用滤波后的电流信号测量
另一个方法获得畸变无功功率“D”在如下实验中实现。我们使用和上面一样的设置，另外再设置一个30Hz的数字滤波。
为了过滤掉畸变电流输入信号，我们做了如上的滤波设置。
现在电流波形是接近正弦的了，因为2次以上谐波被过滤掉了。
由于设置了滤波器，基本分量会稍微小一点。如你看到的，有功功率P是与总的视在功率S是很接近的。现在测量到的无功功率Q是由于电压和电流之间的相位偏移造成的。Qshift=3,7961var，是在“用畸变电流信号的测量”内容中计算得出。
输入信号的畸变可能会造成一个非常大的视在功率。为了计算畸变无功功率D，你需要无功功率Q的两个不同数值。首先需要测量畸变输入信号，这个意味着总的无功功率包含2个部分：Qdist（D）和Qshift。**个测量需要带入滤波后的输入信号。现在畸变无功功率Qdist“D“变成0（没有谐波），这个代表Q等于Qshift。用下面的公式你可以获得正确的Qdist（D）:
注意：这是有效的情况是滤波后只有Qshift存在。下面是一个无效的例子。
在LMG95上，你可以用“HARM100“选件直接测量获得准确的“D”值。
热风枪的爆射控制信号的测量
下面的电路将描述测量不同类型功率的正确值的难度。在实际应用中，你会找到很多如上的理论解释。
LMG671功率分析仪由正弦源供电的非线性负载的无功功率试验
电路的搭建如下图所示：
时间信号
下图显示了被吸收电流的时间信号。峰值显示的电流，是需要加热专线圈。加热前后的信号是风扇电机的单向整流电流。这个信号可解释为具有50Hz载波频率的调幅为1.5Hz矩形信号，而忽略单向整流电流。
用于测量不同种类功率的*佳设备是带”HARM100”选件功能的ZES ZIMMER LMG系列产品。数值更新周期是你使用普通仪器面临的*大问题。上面的矩形信号有一个639ms的时间周期；用1s的更新时间来测量，将会得到非常波动的功率测量值。问题是电压或电流频率的触发。因为调幅信号的基带信号（1.5Hz）是不存在的，因此不可能用普通的滤波器触发。
LMG系列提供了一个特殊的触发器设置，以允许测量AM调解。
测量菜单设置
下面的调整必须在测量菜单里设置：重要！！Xtrig！
XTrig 菜单设置
为了测量不同功率的正确值，调幅信号必须用30Hz滤波器进行开方和滤波。由于直流分量在开方后没有零交叉，因此将触发电平设置为是很重要的。
默认菜单里的数值
默认菜单中显示的值是正确地测量爆射控制信号的真有效值TRMS.信号的基础频率是1.5Hz。所有的数值都是稳定的！这是一个正确同步的展示。
谐波分析
为了更好地理解测量值，谐波分析是非常有帮助的。下面的数字显示了不同电流谐波的参与，是对测量的真有效值有影响的，是在1.5Hz基波上触发。
谐波分析显示出信号有一个非常高的畸变无功功率“D”，因为电压是正弦的，电流有很多频谱分量在0...50Hz和50...100Hz之间。
LMG671功率分析仪由正弦源供电的非线性负载的无功功率较“normal”测量模式的区别：线触发
下面的图显示信号的谐波分析，通过线频率触发。**张图是当加专线圈不在运行状态下获取的。直流分量是由于风扇电机造成的。
在**张图加专线圈开始加热，电流增加到8A。
畸变无功功率是一直存在的，独立于加专线圈在运行或是非运行。在这个例子中畸变无功功率“D”是由于风扇电机电流的单向整流造成的。有功功率和视在功率改变是非常大的，基于加专线圈是运行还是非运行。所有测量是在2个周期线频率下完成的。
功率分析
当X同步到1.5Hz调制信号的频率时，测量了以下功率值：
这里50Hz功率分量是在第32次谐波。畸变无功功率是更大了，因为两侧带宽都被纳入了计算。有功功率和视在功率都是稳定的，