淺談變頻電機試驗的功率測量
徐偉專1，2， 董行健2，3，方宏1
（1國防科學技術大學，湖南長沙410073；2湖南銀河電氣有限公司，湖南長沙410073；3西南交通大學電氣工程學院，四川成都610031）
摘要：對三表法和兩表法在電機試驗中的測量方式進行了比較，分析了電容電流存在時的電機功率測量方法及誤差，并對兩表法測量進行了改進，討論了電容電流對功率測量的影響及消除方法。
關鍵詞：電機試驗；功率測量；電容電流
中圖分類號：TM306文獻標識碼：A文章編號：1673-6540(2009) 12-0039-04
0 引 言
隨著變頻調速技術的高速發展，變頻電源作為電機試驗電源，存在諸多優勢。但是，與機組電源相比，變頻電源存在一些機組電源所未遇到的問題。本文首先分析了三表法和兩表法的功率測量原理，隨后就電容電流存在時的功率測量方法和誤差，對三表法和兩表法進行了對比分析，最后討論了實際應用中應如何處理電容電流對功率測量的影響。
l 三表法和兩表法功率測量原理
三相電路有功功率的測量方法有麗種：三表法和兩表法【2-4】。圖1為Y型接法的三相電路。
三相瞬時功率：
式(ll、(2)即為三表法測量功率的原理，圖2為三表法的測量電路。
由圖2可知，三表法測量功率的前提是三相四線制，只有三相繞組為Y型連接，才能接成三相四線制。
對于Y型連接的三相負載，若中線N未引出，則有：
式(5)、(6)即為兩表法的測量原理，圖3為兩表法的測量電路。
△型連接時，有同樣的結論。圖3中，兩個功率表的公共端接在B相，顯然，兩表法的接線方式共有3種，分別以A、B、C相為公共點。由兩表法的推導過程可知，兩表法的應用前提是iA+iB+iC=0，故兩表法適用于中線未引出的Y型連接或△型連接的三相電路，即適用于三相三線制的三相電路功率測量，與負載是否對稱無關。
相反，三表法由于需要將中性點作為電壓的參考點，只能用于三相四線制電路的功率測量，不能用于三相三線制電路的功率測量。可見，兩表法和三表法的用途不同，一般而言，兩者不能兼容，對于確定的電路，能采用兩表法測量的，就不能采用三表法測量，反之，能用三表法測量的，就不能用兩表法測量．：但也有一種特殊情況，在三相四線制電路中，若中線無電流（例如，電源對稱、負載對稱的情況下），則既可用三表法，也可用兩表法。對于對∥電路來說，只需用一個功率表，讀數乘以三即可，無需采用兩表法或三表法。
2 存在電容電流時的電機功率測量
2.1測量方法
對于變頻器供電的三相系統，當載波頻率較高時，高頻電壓信號經過傳輸電纜時，會通過周圍的雜散電容形成電容電流；在電機內部，包括軸承電容在內的各種分布電容也會形成電容電流。這會造成三相電流和不等于零，按照兩表法的原理，此時采用兩表法測量會造成誤差。為此，國家標準《變頻器供電三相籠型感應電動機試驗方法》報批稿指出，“脈沖頻率高的場合不宜使用兩表法（Aron接法）。這是因有電容電流存在，輸入電流相量之和可能不為零。因此，應采用每相用一個功率辜表的測量方法。”標準中 |
