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同步源的作用及其设置方法

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一般采用功率分析仪测量电参数的时候,设置同步源便是工程师在测试环节中不可或缺的关键步骤,但是大多数的工程师却对此操作原理及选取方式这方面知识掌握的不够深入。因此今天与大家分享关于同步源的作用及其设置方法。
同步信号源的工作原理
了解同步源之前,首先可以从功率分析仪的常测数值即有效值和有功功率先来了解,明白仪器在测量电参数时的运作原理。
大家都知道在电力中存在着直流电与交流电。交流电能够表示为“AC(即Alternating Current) ”,代表的是电流方向伴随时间推移作周期性变化的电流,其曲线便是正弦波,波形呈周期性变化。一般日常家庭与工厂所使用的电均属于交流电。

根据上图2所显示的是描述不断变化的交流电信号,我们一般采用有效值来表示交流电流与电压的值,其单位分别为“Arms”、“Vrms”,其计算公式均为:

以计算Vrms值来说,功率分析仪的运算原理波形图如下图所示,图中展示的蓝色波形为信号的原始波形,红色波形为原信号进行平方运算后的波形。

但在功率分析仪计算有功功率的情况下,仪器便会将电流与电压波形相乘后得出的功率曲线进行平均化处理,其计算公式为:

此时功率分析仪的运算原理波形也如下图中显示。

从上述中可以发现,不管是我们利用功率分析仪计算交流电压电流的RMS值,或是计算交流电的有功功率值,其本质都是对信号周期进行平均运算。所以,准确检测出信号的周期非常的重要。
但是功率分析仪的通用运算原理则需要在最开始的时候检测出指定信号的周期,同时将检测周期的整数倍时间设为测量区间,之后对这段时间内采集到的数据完成平均运算,此测量方式也被称为“同步源周期平均法”,其中用于定义测量周期的输入信号被称为同步源。
除此之外功率分析仪还将通过检测过零点的方式确认同步源的周期,同时自动将数据更新周期内的第一个上升(或是下降)过零点到最后一个上升(或是下降)过零点之间的这段时间设为测量区间,如下图中所示:

选择同步源的方法
需要精确检测出同步源信号才可以获取正确的测量值。所以在测量时,通常建议选择失真小、输入电平与频率都稳定的输入信号作为同步源。在操作的过程中,首先要查看在仪器上已被选为同步源的输入信号频率,确认频率测量是否正确,同时按照不同的测试对象进行相应调整。
例如,在被测对象是开关电源的情况下,对比于电流波形,电压波形的失真情况较小,所以在此应要选择电压信号作为测试同步源,如下图中所示:

在被测对象是变频器的情况下,对比于电压波形,电流波形的失真情况较小,所以此时应要选择电流信号作为同步源,如下图中所示:

但是在测试对象是单相交流输入与三相交流输出功率转换器的情况下,其同步源设置方式如下图中所示:

假设需要采用上图中同步源设置方式中所示的连接方式测量单相交流电转换为三相交流电的设备,应要将输入端中的输入单元与同步源设为相同信号,即将输入单元1的同步源设为U1(或是I1),输入单元2与3的同步源设为U2(或I2、U3、I3),如下图中的实例:

设置完成后便可开始测量不同频率下的交流信号,如把全部输入单元的同步源设置成相同信号,则输入信号或是输出信号的测量周期将不再是信号周期的整数倍,即符合公式:

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IP属地:广东1楼2024-03-01 10:19回复