橫河功率分析儀的校準平均值真的可以替代基波有效值嗎？
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- 發布時間：2014/3/7 10:15:25
- 作者：銀河電氣
問題：
橫河功率分析儀技術資料中“變頻器電壓測量討論”中，提到了有一種比FFT變換更合適的適用變頻器電壓基波有效值測量的方法。
在變頻器電壓測量中，平均整流有效值真的可以替代基波有效值嗎？
解答：
一MEAN值的含義
MEAN值也稱校準平均值或修正平均值，這里的平均值指絕對值的平均值，在測量中可將交流電壓、電流整流后通過積分器獲取。所謂校準是指當被測量為標準正弦波時，將上述平均值乘以一個系數，使其等于正弦波的有效值。
二MEAN值是傳統交流測量方法
值得一提的是，橫河功率分析儀技術資料中提到的MEAN值測量方法，并非橫河功率分析儀特有，更不是橫河發明的。如果換一個說法，您或許更熟悉，那就是均值檢波法。
三MEAN值的合理性
橫河功率分析儀技術資料中說到的FFT算法不實用有一定的道理。
第一，實際測量中，被測信號的基波頻率隨時會發生變化，FFT算法要求采樣頻率為基波頻率的2的N次冪倍，這是很難做到的。為了解決這個問題，我們可以用沒有2的N次冪倍的要求的DFT算法。雖然DFT算法的運算速度遠遠低于FFT算法，但是，在計算機技術高速發展的今天，這已經不是問題。
第二，不論是FFT還是DFT，嚴格講都只適用于周期信號，對于非周期變化的，且變化較快的信號，采用MEAN值法確實更為有效。
四變頻器電壓測量中MEAN值的局限性
從MEAN值的定義中，可以看出，MEAN值可以用于替代標準正弦波的有效值的測量。由于標準正弦波不含諧波，其有效值也等于其基波分量的有效值（簡稱基波有效值）。
在變頻器電壓測量中，MEAN值有另外的含義，MEAN值不再等于被測電壓的有效值，但是，特定條件下，MEAN值等于被測電壓的基波有效值。
所謂特定條件，是指資料中所說的疑似正弦波為正弦調制的PWM波（SPWM），且載波比足夠大時。
在且僅在上述兩種情況下（理論上還可以構建一些特殊波形，使其基波有效值等于MEAN值，但是實際測量中基本遇不到），MEAN值在數值上等于被測信號的基波有效值，測量中可以用于替代基波有效值。
早期的變頻器多數采用正弦調制，現在的變頻器的調制方式越來越多，用戶往往不能確認其變頻器是否采用正弦調制方式，MEAN值用于變頻器電壓測量的局限性越來越大。
MEAN值也不適用于畸變波形的測量，如：被諧波污染的電網電壓，變頻器輸入電流，電機或變壓器空載輸入電流等等。
五結論
綜上所述，橫河功率分析儀所述的MEAN值在有一定的存在價值，但是，無論如何，當我們需要的是基波有效值的時候，直接測量基波有效值還是有必要的。當選購橫河功率分析儀用于測量變頻器輸出電量時，建議購買其諧波測量選件（/G6選件）。
銀河電氣的WP4000
變頻功率分析儀將基波有效值（h01）和MEAN值及RMS值都作為基本的、必備測量手段，儀器無需購買任何選件，即可實現上述所有測量方法。
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