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[!--downpath--]功率分析仪具有 Delta 功能。 这个功能简单来说就是通过检测单相线电流来估计单相相电流。 反之,如果是3P4W接法,就是通过单相相电流来估算出线电流的值。
收到客户质疑功能估计是否正确,所以我觉得有必要对单相矢量计算做一个简单的说明。
无论是焊机原理的描述还是很多工程师的概念,单相线电流与相电流的关系是√3≈1.732。 例如线电流为380V,则相电流等于380V÷√3≈220V。 这些简单的计算方法在很多情况下都具有创造性和有效性。 言外之意:使用1.732作为运算系数,在大多数情况下只能作为一种计算手段,而不是真正意义上的严格算法。
为了说明上述观点,我们首先需要解释一下√3的由来。
必须假定单相电流为平衡电路。 所谓平衡,就是单相电流的倾角互为120°,单相电流的矢量幅值完全相等(如右图)。
在假设单相电流平衡的前提下,我们可以进行矢量运算,如右图:
然后根据三角形估算(等边三角形,内角120°,底角30°),通过三角函数计算线电流是相电流的√3倍,其他两相同理。
从这个估计可以清楚的看出,如果三个相位角都是120°,并且任意一个单相矢量幅值不同,则图形不可能是等边三角形,即√3的关系不成立存在。 为此,我们在大多数场合采用√3作为换算系数是可行的,但如果单相电流矢量误差较大,则不能采用这些简单的算法。
实际上,不平衡的单相电流无处不在。 在这里,我们将不讨论单相电流不平衡的原因。 本文只讨论不平衡条件下的矢量计算。
那么既然√3不能通用,那么横河功率分析仪中的Delta函数是如何工作的呢?
先讨论星型→三角型的情况,即单相相电流矢量的大小和单相电流的倾角已知时,计算单相线电流的值。 这里,假设三相角不相同,则三相电流的幅值也不同。
尽管起始条件不同,但矢量算法是相同的:
这里单相线电流矢量的模数和角度可以通过矢量计算得到,UAC、UBC、UAB的值也可以直接通过简单的三角函数计算得到。
已知两边长和内角,借助正弦定理可得到如下公式:
其实如果将图形直接代入以圆心为坐标原点的斯林笛卡尔坐标系,通过定位坐标的方式进行估计,只要计算出每个向量的坐标值,剩下的就简单了坐标系计算,可以直接在坐标系中画出线电流矢量(如右图),估计过程这里不再赘述。
上面我们已经详细说明了通过三相电流来估算线电流的原理和操作过程,那么反过来,是否可以根据检测到的线电流来计算相电流呢?
严格的回答是“否”,原因如下:
所以如果降低约束条件三相电功率计算公式推导,根据对称分量法,在零序电流为零的前提下分解零序电流——
(1)重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2:1。
(2)重心坐标(XN,YN)为顶点坐标的平均值,即:
(3) 从重心开始三相电功率计算公式推导,到三角形三个顶点结束的三个向量之和等于零向量。
性质(3)提到三个向量的和为零,虽然它是“零序电流为零”。
既然点 N 被确定为三角形的重心,单相电流可以使用简单的三角形几何推导出公式:
总结
通过简单的几何关系和三角函数运算,我们可以进行Star→Delta运算; 如果确定中性点在三角形的重心处,那么也可以直接通过检测线电流来估算相电流。
据悉,留个伏笔,能否通过线电流的相位关系来估算相电流的相位差? 答案是“好的”。 借助三角正弦定律,知道了三个周长,就可以很容易地估算出三个倾角。 有兴趣的读者可以自行计算。
本文不涉及相电压的估算。 如果加上相电压的矢量,通过计算可以检测出3V3A吗? 线电流/相电压和电流电压转换为相功率的相位关系如何? 这里省略一万字……O(∩_∩)O~。