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基于虚拟仪器的对称三相交流功率测量
Power of symmetrical three phase testing system base on LabView
1.功率测量
功率测量用于测量电气设备的功率,广泛应用于家用电器,照明设备,研究开发等领域。在此
我采用
LabView
模拟对称三相交流功率的测量。
1.1
功率测量基本原理
对于对称三相交流功率我们应该认知到其有三角形与星形两种联结方式。其中三角形联结线电
压与相电压一致,线电流等于相电流的 倍;而星形联结线电压为相电压的
相电流一致。在计算其线电流(电压)时需使用相电流(电压)计算。
倍,线电流与
对于功率的测量,我们应该同时测量出视在功率,有功功率(平均功率)与无功功率。其中
A
有功功率:功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,它是指在电路中电阻部分所消耗的功
率;
B
无功功率:在具有电感(或电容)的电路里,电感(或电容)在半周期的时间里把电源
的能量变成磁场(或电场)的能量贮存起来,在另外半周期的时间里又把贮存的磁场(或电
场)能量送还给电源。它们只是与电源进行能量交换,并没有真正消耗能量。我们把与电源交
换能量的振幅值叫做无功功率。
C
视在功率:在具有电阻和电抗的电路内,电压与电流的乘积
叫视在功率。当然对于对称三相交流功率的计算中,我们还需乘上一系数(若用线电压电流计
算系数为 ,若用相电压电流计算系数为
3
)。
因此有功功率、无功功率、视在功率表达式如下:
有功功率
无功功率
视在功率
1.2
测量流程图
电压输出
1.3
功率的测量
对于三种功率的测量,最主要的就是测量出电压、电流与功率因数角。只要测量出三者就可以
得到我们所需要的功率大小。
对于电压我们可以认为输出的模拟正弦波形即为电压信号,因此只需读取出电压的有效值
即可得知模拟信号线电压。同时根据联结方式不同得出相电压。如图
1
所示。
图 1 线/相电压输出模块
对于功率因数角计算,我们可知功率因数角只受负载影响,其值应为阻抗角数值。因此我
们需要计算的就是阻抗角的大小,在 LabView 中我们可以通过 Z 变换输入实部(利用数字控制
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