數(shù)字功率計(jì)測(cè)量功率因數(shù)的技巧
功率因數(shù)，是有功功率和視在功率的比值，是異步電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)之一。從等效電路看，異步電機(jī)是一個(gè)感性電路，必須從電網(wǎng)吸收感性無(wú)功，其功率因數(shù)總是小于1的。
電機(jī)在空載時(shí)轉(zhuǎn)子電流約等于零，定子電流基本上是勵(lì)磁電流，其主要成分是磁化電流，因此，空載時(shí)的功率因數(shù)很低，約為0.2。電機(jī)在加上負(fù)載后，轉(zhuǎn)子電流增大，輸出的機(jī)械功率增大，定子電流中的有功成分增大，因此定子的功率因數(shù)迅速增大。但當(dāng)負(fù)載增大到一定程度，負(fù)載增大引起轉(zhuǎn)差率s較大，轉(zhuǎn)子的電壓、電流之間的相位角較大，轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)下降，定子的功率因數(shù)也隨之減小。換言之，在整個(gè)正常工作范圍內(nèi)，只有在某一負(fù)載時(shí)有大功率因數(shù)，通常使在額定負(fù)載或略低于額定負(fù)載附近有大功率因數(shù)，一般為0.7~0.9，而空載，輕載時(shí)功率因數(shù)則很低。
針對(duì)電機(jī)功率因數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量，一般需要從以下幾個(gè)方面下手來(lái)提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
一、讓電參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確。
1. 電參數(shù)是否測(cè)得準(zhǔn)是電機(jī)大部分參數(shù)準(zhǔn)確測(cè)量的基礎(chǔ)，包括功率因數(shù)，而電參數(shù)準(zhǔn)確測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)是什么呢?其實(shí)很簡(jiǎn)單，各電參數(shù)的波形穩(wěn)定無(wú)雜波。
1) 首先，必須保證量程合適，對(duì)于測(cè)量，這是重要的一點(diǎn)。選擇合適的測(cè)量量程就相當(dāng)于是選取不同精度的工具，試想，如果拿把米尺去測(cè)量一只筆芯的直徑，這又怎么能測(cè)得準(zhǔn)呢?如果直接測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前測(cè)量值小于30%的大量程，那么你就需要調(diào)小當(dāng)前的測(cè)量量程了。如果通過(guò)電流傳感器間接測(cè)量，當(dāng)前測(cè)量值小于30%*量程，或者顯示值小于30%*量程*傳感器變比，則你就需要調(diào)小當(dāng)前的測(cè)量量程了。當(dāng)然，你得保證你的測(cè)量過(guò)程中都是不超量程的。
2) 量程調(diào)對(duì)了還是存在偏差？那么你就可能需要設(shè)置合適的線路濾波了。其線路濾波的截止頻率需要根據(jù)電參數(shù)的波形來(lái)考慮，目的就是濾除雜波，終結(jié)果就是使波形“干凈”無(wú)雜波。當(dāng)然，截止頻率太高則可能濾不掉雜波，如果截止頻率太低則當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，變頻器出來(lái)的PWM波頻率升高至截止頻率以上時(shí)，會(huì)導(dǎo)致需要測(cè)量的PWM波經(jīng)過(guò)了一層濾波后產(chǎn)生畸變，使得測(cè)量也不準(zhǔn)確。
3) 正常來(lái)說(shuō)，我們的系統(tǒng)存在默認(rèn)更新率，所以默認(rèn)可以準(zhǔn)確測(cè)試某一頻率以上的電參數(shù)，如果測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，即電機(jī)輸入電參數(shù)的頻率較低，此時(shí)系統(tǒng)默認(rèn)的更新率并不能滿足測(cè)試條件，這個(gè)時(shí)候，必須改變功率分析儀的更新率以適應(yīng)測(cè)試要求。
二、選擇合適的無(wú)功計(jì)算公式
完成了第一點(diǎn)之后，接下來(lái)，就需要選擇合適的無(wú)功計(jì)算公式了，MPT1000電機(jī)測(cè)試平臺(tái)對(duì)于無(wú)功的計(jì)算提供了三種實(shí)用公式，以供不同測(cè)試模式的使用。在不同的測(cè)試模式下，如發(fā)現(xiàn)無(wú)功測(cè)試存在偏差，如果該測(cè)試模式下可選無(wú)功計(jì)算公式，則可以根據(jù)自己的需要選擇接近真實(shí)值的計(jì)算公式。
三、適當(dāng)?shù)卣{(diào)零和補(bǔ)償
若用戶測(cè)試信號(hào)線過(guò)長(zhǎng)，則線路產(chǎn)生的測(cè)量誤差不可忽略，此時(shí)就需要添加線路補(bǔ)償，以補(bǔ)償線路產(chǎn)生的測(cè)量誤差，使得計(jì)算值更加接近我們所需的真實(shí)值，補(bǔ)償設(shè)置越準(zhǔn)確，測(cè)量值就越準(zhǔn)確。此外，在設(shè)備使用過(guò)程中，由于環(huán)境條件改變、溫度改變或者其他因素，都會(huì)使得測(cè)量?jī)x器的零點(diǎn)存在一定的漂移，這時(shí)就應(yīng)該進(jìn)行調(diào)零操作，防止零漂誤差。
功率因數(shù)是異步電機(jī)的重要屬性之一，而對(duì)電機(jī)功率因數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量，主要通過(guò)以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮：
1. 保證電參數(shù)的測(cè)量條件：量程、抗干擾、更新率等。
2. 選擇合適的無(wú)功計(jì)算公式。
3. 適當(dāng)?shù)卣{(diào)零和補(bǔ)償。
