電機在空載時轉子電流約等于零,定子電流基本上是勵磁電流,其主要成分是磁化電流,因此,空載時的功率因數很低,約為0.2。電機在加上負載后,轉子電流增大,輸出的機械功率增大,定子電流中的有功成分增大,因此定子的功率因數迅速增大。但當負載增大到一定程度,負載增大引起轉差率s較大,轉子的電壓、電流之間的相位角較大,轉子的功率因數下降,定子的功率因數也隨之減小。換言之,在整個正常工作范圍內,只有在某一負載時有最大功率因數,通常使在額定負載或略低于額定負載附近有最大功率因數,一般為0.7~0.9,而空載,輕載時功率因數則很低。
針對電機功率因數的準確測量,一般需要從以下幾個方面下手來提高測量的準確性。
一、讓電參數測量準確。
1.電參數是否測得準是電機大部分參數準確測量的基礎,包括功率因數,而電參數準確測量的標準是什么呢?其實很簡單,各電參數的波形穩定無雜波。
1) 首先,必須保證量程合適,對于測量,這是最重要的一點。選擇合適的測量量程就相當于是選取不同精度的工具,試想,如果拿把米尺去測量一只筆芯的直徑,這又怎么能測得準呢?如果直接測量,如果發現當前測量值小于30%的最大量程,那么你就需要調小當前的測量量程了。如果通過電流傳感器間接測量,當前測量值小于30%*量程,或者顯示值小于30%*量程*傳感器變比,則你就需要調小當前的測量量程了。當然,你得保證你的測量過程中都是不超量程的。
2)量程調對了還是存在偏差?那么你就可能需要設置合適的線路濾波了。其線路濾波的截止頻率需要根據電參數的波形來考慮,目的就是濾除雜波,最終結果就是使波形“干凈”無雜波。當然,截止頻率太高則可能濾不掉雜波,如果截止頻率太低則當電機轉速升高,變頻器出來的PWM波頻率升高至截止頻率以上時,會導致需要測量的PWM波經過了一層濾波后產生畸變,使得測量也不準確。
3)正常來說,我們的系統存在默認更新率,所以默認可以準確測試某一頻率以上的電參數,如果測量電機的轉速較低,即電機輸入電參數的頻率較低,此時系統默認的更新率并不能滿足測試條件,這個時候,必須改變功率分析儀的更新率以適應測試要求。
二、選擇合適的無功計算公式
完成了第一點之后,接下來,就需要選擇合適的無功計算公式了,MPT1000電機測試平臺對于無功的計算提供了三種實用公式,以供不同測試模式的使用。在不同的測試模式下,如發現無功測試存在偏差,如果該測試模式下可選無功計算公式,則可以根據自己的需要選擇最接近真實值的計算公式。
三、適當地調零和補償
若用戶測試信號線過長,則線路產生的測量誤差不可忽略,此時就需要添加線路補償,以補償線路產生的測量誤差,使得計算值更加接近我們所需的真實值,補償設置越準確,測量值就越準確。此外,在設備使用過程中,由于環境條件改變、溫度改變或者其他因素,都會使得測量儀器的零點存在一定的漂移,這時就應該進行調零操作,防止零漂誤差。
功率因數是異步電機的重要屬性之一,而對電機功率因數的準確測量,主要通過以下幾點進行考慮:
1. 保證電參數的測量條件:量程、抗干擾、更新率等。
2. 選擇合適的無功計算公式。
3. 適當地調零和補償。