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變頻功率傳感器
鎖定
變頻功率傳感器是數字量輸出型變頻電量變送器的一種。
- 中文名
- 變頻功率傳感器
- 外文名
- Variable frequency power sensor
- 學 科
- 電子工程
- 領 域
- 工程技術
變頻功率傳感器定義
變頻功率傳感器通過對輸入的電壓、電流信號進行交流採樣,再將採樣值通過電纜、光纖等傳輸系統與數字量輸入二次儀表相連,數字量輸入二次儀表對電壓、電流的採樣值進行運算,可以獲取電壓有效值、電流有效值、基波電壓、基波電流、諧波電壓、諧波電流、有功功率、基波功率、諧波功率等參數
[1]
。
變頻功率傳感器常用傳感器分類
DS18b20温度傳感器
作用:檢測温度
濕度傳感器: 檢測濕度
作用:檢測室內温度跟濕度
作用:檢測煙霧濃度
作用:安卓手機上的的屏幕旋轉
防水型 DS18B20
作用:防水也可測温度
聲音檢測傳感器
作用:可以用於聲控燈,配合光敏傳感器做聲光報警,以及聲音控制,聲音檢測的駐極體
話筒傳感器
作用:聲控開關
煤氣傳感器
作用:預防火災
變頻功率傳感器特徵
變頻功率傳感器帶寬
以SPWM波形為例:
假設SPWM波的載波頻率為fc,基波頻率為fs,fc/fs稱為載波比N,對於三相變頻器,當N為3的整數倍時,輸出不含3次諧波及3的整數倍諧波。且諧波集中載波頻率整數倍附近,即諧波次數為:kfc±mfs,k和m為整數。
圖1是基波頻率fs=50Hz,載波頻率fc=3kHz,調製比為0.8的SPWM的波形及頻譜的Matlab仿真圖。
圖1中58次諧波和60次諧波的幅值分別為27.8%和27.7%,含量最大的諧波為119次和121次諧波,諧波幅值分別為39.1%和39.3%。即最大諧波在兩倍載波頻率附近。
隨着諧波頻率的升高,諧波幅值整體呈現下降趨勢,按照GB/T22670變頻器供電三相籠型感應電動機試驗方法的規定,變頻電量變送器的帶寬應該在載波頻率的6倍以上,當載波頻率為3kHz時,帶寬至少為18kHz,實際使用建議採用30kHz以上帶寬的變頻功率傳感器及變頻功率分析儀。
變頻功率傳感器採樣頻率
採樣頻率應該高於帶寬的兩倍以上,對於變採樣頻率的變頻功率傳感器,當採樣頻率低於傳感器帶寬2倍時,應當開啓適當的防混疊濾波器,限制輸入信號的帶寬。
變頻功率傳感器精度
作為變頻電量測量的傳感器/變送器,不僅僅在工頻下可以獲得準確度指標,而是應該在標稱頻率範圍之內,誤差應小於標稱準確級對應的誤差限值。
由於變頻功率傳感器用於功率測量,其電壓、電流的角差不可忽視。相同的角差,在不同功率因數下其功率測量的精度不同,且功率因數越低,角差對功率測量精度的影響越大。
變頻功率傳感器波峯因數
由於變頻器輸出PWM波的波峯因數不是固定值,而是電壓越低時,波峯因數越大,因此,變頻功率傳感器應能準確測量較高峯值因數的電壓、電流信號、若不具備驗證條件時,可以用較低的電壓或較小的電流輸入傳感器,檢驗其測量準確度,一般而言,若能在較寬的幅值範圍內實現高精度測量,即可在較高的波峯因數下實現較高的測量準確度。
變頻功率傳感器基波
變頻功率傳感器諧波
諧波的危害十分嚴重——諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低,使電氣設備過熱、產生振動和噪聲,並使絕緣老化,使用壽命縮短,甚至發生故障或燒燬。諧波可引起電力系統局部並聯諧振或串聯諧振,使諧波含量放大,造成電容器等設備燒燬。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作,使電能計量出現混亂。對於電力系統外部,諧波對通信設備和電子設備會產生嚴重干擾。
變頻功率傳感器諧波的危害
1)諧波使公用電網中的元件產生了附加的諧波損耗,降低了發電、輸電及用電設備的效率,大量的3次諧波流過中性線時會使線路過熱甚至發生火災。
(2)諧波影響各種電氣設備的正常工作。諧波對電機的影響除引起附加損耗外,還會產生機械振動、噪聲和過電壓,使變壓器局部嚴重過熱。諧波使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短,以至損壞。
(3)諧波會引起公用電網中局部的並聯諧振和串聯諧振,從而使諧波放大,這就使上述(1)和(2)的危害大大增加,甚至引起嚴重事故。
(4)諧波會導致繼電保護和自動裝置的誤動作,並會使電氣測量儀表計量不準確。
變頻功率傳感器應用
首先,變頻功率傳感器適用於工頻電量測量和計量。
其次,變頻功率傳感器適用於帶寬範圍內的任意電參量的測量和計量。