CN112698081B - 一种用于交流正弦负载的电流峰值因数计算控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于交流正弦负载的电流峰值因数计算控制方法，假设交流正弦载需设定峰值因数为X，被测试设备输入交流电源电压周期为Ts，在交流正弦载设定峰值因数为X时的电流峰值为Ip，峰值Ip对应峰值因数的电流波形有效值为Irms,则X、Ip、Irms三者之间的关系为：X＝Ip/Irms；经峰值因数调整的交流正弦电流时域波形表达式为：f(t)＝X*Irms*sin(Π*X2/T)t；式中，峰值因数X，电流有效值Irms，输入交流电源频率值f，输入交流源周期为T，时间为t。可根据项目需求选择离散化采样点数实现不同精度的峰值因数设定，进而实现交流负载峰值因数设定的宽范围和高精度。

Description

一种用于交流正弦负载的电流峰值因数计算控制方法
技术领域
本发明涉及一种非线性负载峰值因数计算控制技术，尤其涉及一种用于交流正弦负载的电流峰值因数计算控制方法。
背景技术
非线性负载接受正弦波电压时，其电流波形会产生畸变，畸变的电流波形的峰值因数可能大于1.414，若负载的峰值因数大于1.414,前端供电设备必须提供负载所需要的峰值电流，否则供电设备的输出电压波形会产生失真。
负载峰值因数因前端供电设备的不同而有差异，甚至当负载从一个输入插口移到另一个插口时，峰值因数也会有所变化。峰值因数是负载与电源相互作用的结果。负载的峰值因数数值取决于电网的电压波形，在电源设备输出电压波形为纯正弦波的前提下，没有输入功率因数矫正设计的负载的峰值因数一般为2到3，在电源设备输出电压波形为阶梯波的前提下，此种负载设备的峰值因数一般为1.4至1.9。计算机类负载的输入电流的CF可能达到2.4-2.6。因此，UPS设计时常需能提供CF值为3或者更大懂得的额定电流，以满足计算机类负载的应用。
峰值因数从另外一个角度反应了电源的特性和用电设备的特性，一个用电设备的电流峰值因数越大，说明其供电需要的冲击电流越大，该设备对电网的危害越大。同样一个电源能够输出的电流峰值因数越大，说明其耐冲击的能力越强，该电源的性能越好。
在测试交流电源性能时，需要交流负载具备较宽范围的峰值因数值。目前未检索到为交流正弦负载提供的电流峰值因数计算控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于交流正弦负载的电流峰值因数计算控制方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的用于交流正弦负载的电流峰值因数计算控制方法，假设交流正弦载需设定峰值因数为X，被测试设备输入交流电源电压周期为Ts，在交流正弦载设定峰值因数为X时的电流峰值为Ip，峰值Ip对应峰值因数的电流波形有效值为Irms,则X、Ip、Irms三者之间的关系为：
X＝Ip/Irms；
经峰值因数调整的交流正弦电流时域波形表达式为：
f(t)＝X*Irms*sin(Π*X2/T)t；式中，峰值因数X，电流有效值Irms，输入交流电源频率值f，输入交流源周期为T，时间为t。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的用于交流正弦负载的电流峰值因数计算控制方法，可根据项目需求选择离散化采样点数实现不同精度的峰值因数设定，进而实现交流负载峰值因数设定的宽范围和高精度。
附图说明
图1为本发明实施例中交流正弦波形及峰值因数对应半周期波形示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的用于交流正弦负载的电流峰值因数计算控制方法，其较佳的具体实施方式是：
假设交流正弦载需设定峰值因数为X，被测试设备输入交流电源电压周期为Ts，在交流正弦载设定峰值因数为X时的电流峰值为Ip，峰值Ip对应峰值因数的电流波形有效值为Irms,则X、Ip、Irms三者之间的关系为：
X＝Ip/Irms；
经峰值因数调整的交流正弦电流时域波形表达式为：
f(t)＝X*Irms*sin(Π*X2/T)t；式中，峰值因数X，电流有效值Irms，输入交流电源频率值f，输入交流源周期为T，时间为t。
不同时刻对应峰值因数的波形表达式为：
当t在(0，T/4-T/2X2)时，f(t)＝0；
当t在(T/4-T/2X2，T/4+T/2X2)时，f(t)＝X*Irms*sin(Π*f*X2)t；
当t在(T/4+T/2X2，3T/4-T/2X2)时，f(t)＝0；
当t在(3T/4-T/2X2，3T/4+T/2X2)时，f(t)＝X*Irms*sin(Π*f*X2)t；
当t在(3T/4+T/2X2，T)时，f(t)＝0。
本发明的用于交流正弦负载的电流峰值因数计算控制方法，用于研制交流正弦负载。
具体实施例：
介绍了使用计算推导的方法实现，主要实现方式如下：
假设交流正弦载需设定峰值因数为X，被测试设备输入交流电源电压周期为Ts，在交流正弦载设定峰值因数为X时的电流峰值为Ip。峰值Ip对应峰值因数的电流波形有效值为Irms,则X、Ip、Irms三者之间的关系为：
X＝Ip/Irms
峰值因数对应半周期波形如图1中黑色部分，未经峰值因数调整的交流正弦电流时域波形f(t)为：
f(t)＝Irms*1.414*sin(wt)，w为被测试交流源角频率，其中21/2≈1.414；
则根据相同有效值下的能量守恒定律可得：
Irms 2RT＝02*R[(T/4-Tcf/4)*4]+(Ipcf 2/1.4142)*R(Tcf/2)*2
R为消耗能量的电阻，T为交流源标准正弦周期，Tcf为在设定的峰值因数为X的周期；
综上得出：Tcf＝2T/X2，即wcf＝Π*X2/T；
f(t)＝X*Irms*sin(Π*X2/T)t，
综上得出峰值因数X，电流有效值Irms，输入交流电源频率值f，输入交流源周期为T，时间为t，由此可知对应峰值因数的波形表达式为：
当t在(0，T/4-T/2X2)时，f(t)＝0；
当t在(T/4-T/2X2，T/4+T/2X2)时，f(t)＝X*Irms*sin(Π*f*X2)t；
当t在(T/4+T/2X2，3T/4-T/2X2)时，f(t)＝0；
当t在(3T/4-T/2X2，3T/4+T/2X2)时，f(t)＝X*Irms*sin(Π*f*X2)t；
当t在(3T/4+T/2X2，T)时，f(t)＝0；
根据以上峰值因数的时域波形表达式，可以方便的离散化到频域下波形点，根据交流源的频率及交流载的峰值因数设定值精度，可任意离散出需要的峰值因数点数。离散化的峰值因数波形通过波形发生器给到交流正弦载的驱动电路，可实现交流正弦载载设置不同电流峰值因数下工作。
本发明技术方案为交流载提供峰值因数计算控制方案，主要应用能量守恒定律推导出关于峰值因数的时域表达式，将此表达式进行离散实现交流正弦负载的峰值因数设定。可根据项目需求选择离散化采样点数实现不同精度的峰值因数设定，进而实现交流负载峰值因数设定的宽范围和高精度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种用于交流正弦负载的电流峰值因数计算控制方法，其特征在于，假设交流正弦载需设定峰值因数为X，被测试设备输入交流电源电压周期为Ts，在交流正弦载设定峰值因数为X时的电流峰值为Ip，峰值Ip对应峰值因数的电流波形有效值为Irms,则X、Ip、Irms三者之间的关系为：
X＝Ip/Irms；
经峰值因数调整的交流正弦电流时域波形表达式为：
f(t)＝X*Irms*sin(Π*X2/T)t；式中，峰值因数X，电流有效值Irms，输入交流电源频率值f，输入交流源周期为T，时间为t；
不同时刻对应峰值因数的波形表达式为：
当t在(0，T/4-T/2X2)时，f(t)＝0；
当t在(T/4-T/2X2，T/4+T/2X2)时，f(t)＝X*Irms*sin(Π*f*X2)t；
当t在(T/4+T/2X2，3T/4-T/2X2)时，f(t)＝0；
当t在(3T/4-T/2X2，3T/4+T/2X2)时，f(t)＝X*Irms*sin(Π*f*X2)t；
当t在(3T/4+T/2X2，T)时，f(t)＝0。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB512787A (en) * 1938-03-14 1939-09-26 Elliott Brothers London Ltd Improvements in or relating to a method of and apparatus for comparing the peak factors of alternating currents and voltages
JP3990974B2 (ja) * 2002-11-26 2007-10-17 株式会社日立コミュニケーションテクノロジー ピークファクタ低減装置
US20110249768A1 (en) * 2008-11-28 2011-10-13 Toshihide Kuwabara Peak suppression device and peak suppression method
CN107276385B (zh) * 2017-06-21 2020-01-14 广东美的制冷设备有限公司 Pfc电源的交流电压有效值获取方法及装置
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