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如何准确测量电机的功率因数?

供稿:中国工控网 2017/11/7 9:48:55

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  • 关键词: 电机 功率因数
  • 摘要:针对电机功率因数的准确测量,一般需要从以下几个方面下手来提高测量的准确性。

  功率因数,是有功功率和视在功率的比值,是异步电动机的主要性能指标之一。从等效电路看,异步电机是一个感性电路,必须从电网吸收感性无功,其功率因数总是小于1的。电机在空载时转子电流约等于零,定子电流基本上是励磁电流,其主要成分是磁化电流,因此,空载时的功率因数很低,约为0.2。电机在加上负载后,转子电流增大,输出的机械功率增大,定子电流中的有功成分增大,因此定子的功率因数迅速增大。但当负载增大到一定程度,负载增大引起转差率s较大,转子的电压、电流之间的相位角较大,转子的功率因数下降,定子的功率因数也随之减小。换言之,在整个正常工作范围内,只有在某一负载时有最大功率因数,通常使在额定负载或略低于额定负载附近有最大功率因数,一般为0.7~0.9,而空载,轻载时功率因数则很低。

  针对电机功率因数的准确测量,一般需要从以下几个方面下手来提高测量的准确性。

一、让电参数测量准确

1.电参数是否测得准是电机大部分参数准确测量的基础,包括功率因数,而电参数准确测量的标准是什么呢?其实很简单,各电参数的波形稳定无杂波。

1)首先,必须保证量程合适,对于测量,这是最重要的一点。选择合适的测量量程就相当于是选取不同精度的工具,试想,如果拿把米尺去测量一只笔芯的直径,这又怎么能测得准呢?如果直接测量,如果发现当前测量值小于30%的最大量程,那么你就需要调小当前的测量量程了。如果通过电流传感器间接测量,当前测量值小于30%*量程,或者显示值小于30%*量程*传感器变比,则你就需要调小当前的测量量程了。当然,你得保证你的测量过程中都是不超量程的。

2)量程调对了还是存在偏差?那么你就可能需要设置合适的线路滤波了。其线路滤波的截止频率需要根据电参数的波形来考虑,目的就是滤除杂波,最终结果就是使波形“干净”无杂波。当然,截止频率太高则可能滤不掉杂波,如果截止频率太低则当电机转速升高,变频器出来的PWM波频率升高至截止频率以上时,会导致需要测量的PWM波经过了一层滤波后产生畸变,使得测量也不准确。

3)正常来说,我们的系统存在默认更新率,所以默认可以准确测试某一频率以上的电参数,如果测量电机的转速较低,即电机输入电参数的频率较低,此时系统默认的更新率并不能满足测试条件,这个时候,必须改变功率分析仪的更新率以适应测试要求。

二、选择合适的无功计算公式

  完成了第一点之后,接下来,就需要选择合适的无功计算公式了,MPT1000电机测试平台对于无功的计算提供了三种实用公式,以供不同测试模式的使用。在不同的测试模式下,如发现无功测试存在偏差,如果该测试模式下可选无功计算公式,则可以根据自己的需要选择最接近真实值的计算公式。

三、适当地调零和补偿

  若用户测试信号线过长,则线路产生的测量误差不可忽略,此时就需要添加线路补偿,以补偿线路产生的测量误差,使得计算值更加接近我们所需的真实值,补偿设置越准确,测量值就越准确。此外,在设备使用过程中,由于环境条件改变、温度改变或者其他因素,都会使得测量仪器的零点存在一定的漂移,这时就应该进行调零操作,防止零漂误差。

  功率因数是异步电机的重要属性之一,而对电机功率因数的准确测量,主要通过以下几点进行考虑:

1. 保证电参数的测量条件:量程、抗干扰、更新率等。

2. 选择合适的无功计算公式。

3. 适当地调零和补偿。

审核编辑(王静)
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