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    如何保障SP系列變頻功率傳感器電壓電流的同時采樣與同步測量?

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    • 發布時間:2019/1/16 15:50:23
    • 作者:hb_yinhe

      同步采樣是指采樣頻率跟信號基波頻率的變化而變化,使采樣頻率fs與基波頻率f1的比值N=fs/f1為一固定的整數。因此,同步采樣也稱跟蹤采樣,即為了使采樣頻率fs始終與系統實際運行的頻率f1保持固定的比例關系N=fs/f1,必須使采樣頻率隨系統運行的頻率的變化而實時地調整。這種同步采樣方式實施的技術保障可利用硬件測頻設備或軟件計算頻率的方法來配合實現。

    如何實現SP系列變頻功率傳感器電壓電流的同時采樣

      在同一臺傳感器的電壓和電流通道中,只有在同一采樣時鐘控制下進行采樣,采用確保電壓和電流采樣的同時性。

      具體到SP系列變頻功率傳感器

      每臺SP系列變頻功率傳感器具有兩根光纖,其中一根用于上傳采樣數據,一根用于接收來自分析儀(或數字主機)的控制信息,采樣時鐘就包含在這些控制信息中,連接在同一分析儀上的所有傳感器的采樣時鐘信息均來自分析儀內部的采樣時鐘控制電路,因此,即便是不同的傳感器,也能實現所有電壓、電流通道的同時采樣。其前提是電壓電流信號經過電壓傳感器和電流傳感器時,相移可以忽略不計或延時為固定且相等的延時。一般而言,如果不是人為設計延時電路,只要傳感器的帶寬足夠寬,電壓傳感器和電流傳感器的相移可以忽略不計。

    同步測量的要求

      關于同步測量,同步測量是指采樣周期與信號周期(基波周期)應保持同步。有下述三點要求:

      01) 為了對信號進行準確的傅里葉變換,要求一個信號周期包含整數個采樣周期。

      02) 對于采用FFT(快速傅里葉變換)的分析儀而言,還要求一個信號周期包含2的N次冪個采樣周期。

      03) 每個通道參與傅里葉變換的數據應該對應整數個采樣周期,并且數據的起始點和結束點相同。

      對于第一點要求,當采樣周期遠遠小于信號周期,也就是采樣頻率遠遠高于信號頻率時,整數倍的影響可以忽略。

      對于第二點要求,若采用FFT變換,為了保持2的N次冪倍,采樣頻率必須根據基波頻率進行變化,在采樣前應當準確的知道基波頻率。這一點,實際上是不可能的,因此,采用FFT變換的分析儀,實際上是將上一個信號周期應該采取的采樣頻率應用于下一個信號周期。

      對于第三點要求,實際上也就是同步源的選擇問題。對于同一個系統,比如說一臺三相或多相電機,電壓和電流的基波頻率是完全相同的,因此,只要知道某一電壓或電流通道的基波頻率,而其它電壓或電流通道均以該通道為參考。這個通道,一般稱為同步源。

      銀河電氣WP4000變頻功率分析儀采用DFT(離散傅里葉變換),無需受第二點要求的限制,且采樣頻率為250kHz,遠遠高于信號頻率,也無需受第一點的限制。

    功率分析儀同步源的選擇

      關于同步源的選擇問題,WP4000變頻功率分析儀與大部分進口高精度功率分析儀不同。

      01) WP4000變頻功率分析儀具有自動選擇同步源的功能,所有傳感器的所有電壓和電流通道同時測量各自的信號頻率,分析儀在所有測量成功的通道中選擇一個頻率最穩定的通道作為同步源。

      02) 大多數進口高精度功率分析儀的默認同步源為電流通道,其依據是電流通道諧波含量較小,可以測量出較穩定的頻率。WP4000變頻功率分析儀的默認同步源為電壓通道,這是因為銀河電氣考慮到目前大多數變頻器為電壓型變頻器,電壓型變頻器輸出可能沒有電流,但是,只要有電流,就一定有電壓,反之則不一定成立。這樣,可以確保在變頻器空載時,也能獲取同步源。


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