TA的每日心情 | 开心
2019-11-19 15:19 |
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揭秘家电铭牌功耗值背后的故事 ) Y! V3 V F/ A5 {4 @
摘要：
; `% q* o% @5 ^$ N: A对于空调、冰箱、洗衣机和电磁炉等变频家用电器来说，它们在运行过程中，会频繁地改变工作状态，导致工作电流发生大范围变化，电流可从几十安降至几毫安。这样的一种工作模式，功率计到底应该采用怎样的模式才能精确地计算功率呢？5 L9 _ b, a* H
$ m' z' }- Q: }; B; P7 K/ E如今生活水平提高了，对每户家庭来说，像吸尘器、洗衣机、电磁炉等各种家电，都已非常常见了，人们早已改变了之前“三大件”的思想。并且，节能意识深入人心，人们都开始追求低功耗、高节能的家电。
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% v8 y. w& e& W Y4 Y' v X$ h每种家电都有自己的特性，甚至独特的工作模式，那么，它们的功耗值都是怎样测出来的呢？其中肯定有“猫腻”！
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3 ?8 ]% @* X" H& ]空调和冰箱, z8 w* v1 k. l. ]9 m1 ?
对于空调、冰箱、洗衣机和电磁炉等变频家用电器来说，它们在运行过程中，会频繁地改变工作状态，导致工作电流发生大范围变化，电流可从几十安降至几毫安。这样的一种工作模式，功率计到底应该采用怎样的模式才能精确地计算功率呢？3 k+ ^' ^; |7 q; H6 r5 h
/ b! ?+ A& g3 l+ f* M# D因为大部分的功率测量仪器只允许在同一量程下进行积分测量。当测量值超过当前最大量程，就会导致测量结果不准确，必须手动切换量程后再进行积分，无法连续进行大动态电流变化设备的积分测量。
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! l% x8 p! n( D所以，对于变频家电功率的测量的关键就是能够在积分模式下自动切换量程，这样就可以解决手动切换量程带来的积分测量误差，可以更精确地测量家用电器的功耗。
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图1 积分模式下自动与固定量程切换对比, P, Y/ F* Z/ ? g! J5 o
/ G$ {( m; d7 X1 O) H在国内，PA300系列功率计，它不仅可以在积分模式下自动切换量程，而且采用了双分流器技术，可实现宽范围的电流输入，非常适合于间歇性运行设备的功率测量，而且量程可达5mA-20A，无需外接传感器，非常方便。同时，小电流测量低至50μA，可准确测量家电的待机功耗，所以得出的功耗值就非常准确了。
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吸尘器6 B; k' y% ]) k7 @9 b, w$ Z3 Y1 ^- |
另外，对常见的吸尘器也是一样。在吸尘器的设计中有一个重要环节需要使用可控硅对其马达的功率进行调节，从而改变转速。图2为使用功率控制电路的吸尘器回路图。当可控硅在栅极附加触发脉冲时，状态为ON，输入交流电压极性变为OFF。由此，通过改变栅极脉冲的时间，就可以对马达输入电流进行控制。
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图2 吸尘器回路图. A- O: Y6 ~% o9 A" ?9 B
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图3为马达输入电压波形。通过手控调节器档位的选择，马达的电压波形发生变化，从而使马达转速发生变化起到调节吸尘器吸力的作用。
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图3 马达电压波形
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对吸尘器测量的关键就是对马达功率的精确测量。而且此处的测量对功率测量仪器是有一些要求的：
/ a" \( {6 g& n- x$ x4 D8 p: g! f5 u1、有没有足够的带宽捕捉可控硅的开关过程；
) v" v/ R4 X6 ^2、能不能准确进行谐波分析，可否快速得到多种参数的高精度测量结果。
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一些常见的功率计，带宽范围很窄，信号输入时，在前端就会被滤掉一些频率成分，后面的测量也就失去了价值，谐波分析结果就不可信了。
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1 W4 `. H# m, B7 Y0 {1 m那我们应该选择什么类型的功率计呢？像PA300系列这样的高精度功率计。因为它的测试带宽可达300kHz，采样率可高达500KS/s。而且还标配了最大可达50次的谐波分析，功率测量精度可高达0.1%，可同步测量常规功率参数、谐波成分和THD，可同时显示4种测量结果。1 X; A. }; Y5 m
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, `6 ^. X1 N1 @# s+ {5 u& }: Y图4 PA300系列功率计参数测量
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6 e( v, A8 b- ?所以，测量仪器的选择是非常重要的。一不小心，您的测量结果可能与正确值就背道而驰了。测量工作在研发过程中是个非常重要的环节，如果，测量仪器本身都不准确的话，那么此时进行的测量工作也就失去了价值！ |
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发表于 2019-5-14 14:07
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