CN104569569B - 任意定频交流电的电气特性测定方法 - Google Patents

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Abstract

一种任意定频交流电的电气特性测定方法，能在未知交流电频率的情况下对电压电流有效值进行精确地测量和核算，同时较为准确的测量交流电频率，并测算功率因数，在非工频电设备可以实现电压电流测量，频率测算，功率因数测定，尤其在使用变化频率的场合可以得到有效应用。使用该方法可以同时得到交流电电压、电流有效值和交流电频率，同时在大数据量计算的情况下能对交流电频率和电流有效值进行精确测量，测量方法准确有效。

Description

任意定频交流电的电气特性测定方法
技术领域
本发明涉及信号处理的技术领域，具体说是一种任意定频交流电的电气特性测定方法。
背景技术
随着现代控制技术的迅速推广，变频交流电机调速技术得到迅速发展和广泛应用，逐步取代直流电机成为工业应用的可调速设备，并且已在我国各行业中产生了显著的经济效益，已经成为电力拖动的中枢。但在实际使用过程中，经常会遇到一系列的问题。在特殊设备上使用的非工频电的电气参数测量，是设备测量的重要部分，尤其是对电气特性有严格要求的场合，准确实时的反馈电气状态没有使用常规测量方法实现的先例。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种任意定频交流电的电气特性测定方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
本发明的任意定频交流电的电气特性测定方法，包括以下步骤：
A、等时间差采集多个测试点作为原始数据，依次记作A0、A1、A2、A3、A4…AN-1；
B、依次取数列中A0、A1…At采样点计算均方根值，计算公式如下：
其中的t按自然数依次增，计算后得到数列B，数列B的各成员记为B0、B1、B2、B3、B4…BN-X，对数列B进行递增或递减排序得到数列C，去掉数列C中最大值和最小值，得到数列D，分别取数列D的最小X成员和最大X成员，分别计算得到最小X成员与最大X成员的平均值，记为MAX和MIN；将数列B分别与上述MAX和MIN做差，得到数列E和数列F，分别求得当数列E与F达到极大值点时对应数列B的成员BT1、BT2、BT3…BTn与到达极小值时对应数列B的成员BX1、BX2、BX3…BXn，其中，
T为交流电周期，L为两次采样时间的间隔时差
C、计算N个周期内AD采样的点数X，X＝T×N/L；
D、连续对电压和电流进行AD采样得到连续的X个值，从而得到电压值数列U1、U2、U3…UX和电流值数列A1、A2、A3…AX，分别计算电压有效值U和电流有效值A
E、对电压电流进行相位核算，公式如下：
Ux点对应相位为
Ax点对应相位为
F、依以下公式计算得到功率因数：
本发明具有的优点和积极效果是:
本发明的任意定频交流电的电气特性测定方法，基于常规数字采集技术基础，测算准确实时的确定交流电频率、电压有效值、电流有效值、电流和电压实时相位值，并确定功率因数，在控制领域可以实时反馈非工频电电气状态，可作为变频器调试、非工频电功率核算和功率因数测量的准确可靠的方法，并可作为测量仪器中测算电气参数的可靠方法。在使用变化频率的场合可以得到有效应用。使用该方法可以同时得到交流电电压、电流有效值和交流电频率，同时在大数据量计算的情况下能对交流电频率和电流有效值进行精确测量，测量方法准确有效。
具体实施方式
以下结合实施例对技术方案进行具体说明。
本方法基于常规电压值AD模数转换，采集实时电压电流值的方法。
本发明的任意定频交流电的电气特性测定方法，包括以下步骤：
A、等时间差采集多个测试点作为原始数据，依次记作A0、A1、A2、A3、A4…AN-1；
B、依次取数列中A0、A1…At采样点计算均方根值，计算公式如下：
其中的t按自然数依次增，计算后得到数列B，数列B的各成员记为B0、B1、B2、B3、B4…BN-X，对数列B进行递增或递减排序得到数列C，去掉数列C中最大值和最小值，得到数列D，分别取数列D的最小X成员和最大X成员，分别计算得到最小X成员与最大X成员的平均值，记为MAX和MIN；将数列B分别与上述MAX和MIN做差，得到数列E和数列F，分别求得当数列E与F达到极大值点时对应数列B的成员BT1、BT2、BT3…BTn与到达极小值时对应数列B的成员BX1、BX2、BX3…BXn，其中，
T为交流电周期，L为两次采样时间的间隔时差
C、计算N个周期内AD采样的点数X，X＝T×N/L；
D、连续对电压和电流进行AD采样得到连续的X个值，从而得到电压值数列U1、U2、U3…UX和电流值数列A1、A2、A3…AX，分别计算电压有效值U和电流有效值A
E、对电压电流进行相位核算，公式如下：
Ux点对应相位为
Ax点对应相位为
F、依以下公式计算得到功率因数：
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种任意定频交流电的电气特性测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、等时间差采集N个测试点作为原始数据，依次记作A0、A1、A2、A3、A4…AN-1；
B、依次取数列中A0、A1…At采样点计算均方根值，计算公式如下：
其中的t按自然数依次递增，计算后得到数列B，数列B的各成员记为B0、B1、B2、B3、B4…Bt，对数列B进行递增或递减排序得到数列C，去掉数列C中最大值和最小值，得到数列D，分别取数列D的最小Y个成员和最大Y个成员，分别计算得到最小Y个成员与最大Y个成员的平均值，记为MAX和MIN；将数列B分别与上述MAX和MIN做差，得到数列E和数列F，分别求得当数列E与F达到极大值点时对应数列B的成员BT1、BT2、BT3…BTn与到达极小值时对应数列B的成员BZ1、BZ2、BZ3…BZn，其中，
T为交流电周期，L为两次采样时间的间隔时差,
C、计算W个周期内AD采样的点数X,X＝T×W/L
D、连续对电压和电流进行AD采样得到连续的X个值，从而得到电压值数列U1、U2、U3…UX和电流值数列A1、A2、A3…AX，分别计算电压有效值U和电流有效值A
E、对电压电流进行相位核算，公式如下：
Ui点对应相位为
Ai点对应相位为
F、依以下公式计算得到功率因数：
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