功率编辑

物理量

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功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,即功率是描述做功快慢的物理量。功的数量一定,时间越短,功率值就越大。求功率的公式为功率=功/时间。功率表示做功快慢程度的物理量。单位时间内所作的功称为功率,用P表示。故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。

测量功率的装置称为功率计，根据被测信号频率分类，功率计可分为：直流功率计、工频功率计、变频功率计、射频功率计和微波功率计。由于直流功率等于电压和电流的简单乘积，实际测量中，一般采用电压表和电流表替代。工频功率计是应用较普遍的功率计，常说的功率计一般都是指工频功率计。变频功率计是21世纪变频调速技术高速发展的产物。其测量对象为变频电量，变频电量是指用于传输功率的，并且满足下述条件之一的交流电量：
1、信号频谱仅包含一种频率成分，而频率不局限于工频的交流电信号。
2、信号频谱包含两种或更多的被关注的频率成分的电信号。
变频电量包括电压、电流以及电压电流引出的有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功电能等。
除了变频器输出的PWM波，二极管整流的变频器输入的电流波形，直流斩波器输出的电压波形，变压器空载的输入电流波形等，均含有较大的谐波，右图中为常见变频电量的波形及相关频谱图。
由于变频电量的频率成分复杂，变频功率计的测量一般包括基波有功功率（简称基波功率）、谐波有功功率（简称谐波功率）、总有功功率等，相比工频功率计而言，其功能较多，技术较复杂，一般称为变频功率分析仪或宽频功率分析仪，部分高精度功率分析仪也适用于变频电量测量。
变频功率分析仪可以作为工频功率分析仪使用，除此之外，一般还需满足下述要求：
1、满足必要的带宽要求，并且采样频率应高于仪器带宽的两倍。
2、要求分析仪在较宽的频率范围之内，精度均能满足一定的要求。
3、具备傅里叶变换功能，可以分离信号的基波和谐波。
技术指标

变频功率分析仪
带宽：50kHz~100kHz；
采样频率：大于带宽的2倍；
电压、电流准确级：0.02级、0.05级、0.1级、0.2级、0.5级；
功率准确级：0.05级、0.1级、0.2级、0.5级、1级；
准确级适用基波频率范围：DC，0.1Hz~400Hz；
准确级适用电压范围：0.75%Un~150%Un；
准确级适用电流范围：1%In~200%In；
准确级适用功率因数范围：0.05~1。
间歇功率：机器在空转的情况下的功率。

产生原因
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开关电源的输入端通常采用由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路，220V交流输入市电整流后直接接电容器滤波，以得到波形较为平滑的直流电压。
但是由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路是一种非线性元件和储能元件的组合，虽然交流输入市电电压的波形Vi是正弦的，但是整流元件的导通角不足180o，一般只有60°左右，导致输入交流电流波形严重畸变，呈脉冲状。由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路主要存在如下的问题：
（一）启动时产生很大的冲击电流，约为正常工作电流的十几倍至数十倍。
（二）正常工作时，由于整流二极管的导通角很小，形成一个高幅度的窄脉冲，电流波峰因数（CF）高、电流总谐波失真（THD）通常超过100%，同时引起电网电压波形的畸变。
（三）功率因数（PF）低，一般在0.5～0.6左右。
脉冲状的输入电流含有大量的谐波成份，但是交流输入电流中只有基波电流才做功，其余各次谐波成份不做功，即各次谐波成份的平均功率为零，但是大量的谐波电流成份会使电路的谐波噪声增加，需在整流电路的输入端增加滤波器，滤波器即贵、体积和重量又大。同时大量谐波电流成份倒流入电网，会造成电网的谐波“污染”。一则产生“二次效应”，即谐波电流流过线路阻抗造成谐波电压降，谐波电压降反过来又会使电网电压波形（原来是正弦波）发生畸变，二则会造成输入电流有效值加大，使线路和变压器过热，同时谐波电流还会引起电网LC谐振，或高次谐波电流流过电网的高压电容，使之过电流而发生爆炸。对三相交流供电，由于大量的谐波电流成份还会使中线电位偏移，中线电流过电流而发生故障等。感性负载或容性负载都会使交流输入电压、电流产生附加相移，使线路功率因数降低，电能利用率降低；非电阻性负载还会产生严重的谐波失真，对电网造成干扰。