Активная мощность измеряется в: Часто задаваемые вопросы – APC

Часто задаваемые вопросы – APC

{"searchBar":{"inputPlaceholder":"Выполните поиск по ключевому слову или задайте вопрос","searchBtn":"Поиск","error":"Введите ключевое слово для поиска"}}

Ручная калибровка батарей Smart UPS

Процедура ручной калибровки батарей Smart UPS отличается от проведения калибровки при помощи ПО PowerChute. Батареи внутри Smart UPS управляются микропроцессором ИБП, и в некоторых случаях необходимо…

Опубликовано:6/24/2014Дата последнего изменения:5/5/2022

Срок службы ИБП

Компания Шнейдер Электрик устанавливает нижеследующие сроки службы Источников Бесперебойного Питания (ИБП) Серия Back UPS — 6 лет. Серии Smart UPS SUM, SUA, SC, SURT (<5kVA) — 5 лет. Серии Smart…

Опубликовано:5/12/2014Калибровка ИБП моделей BR1200/1500LCDi

Если расчётное время автономной работы неточно, то для решения проблемы можно выполнить калибровку ИБП по нижеуказанной схеме: 1. Убедитесь, что уровень заряда батарей достиг 100%. 2. Нагрузите ИБП…

Опубликовано:3/15/2016Дата последнего изменения:5/5/2022

10 часто задаваемых вопросов про Symmetra LX, RM

В чём отличия ИБП Symmetra LX/RM от ИБП Smart-UPS и Smart-UPS online Основное отличие систем Symmetra LX/RM от ИБП Smart-UPS и Smart-UPS Online в том, что системы Symmetra являются модульными….

Опубликовано:9/15/2020Дата последнего изменения:5/5/2022

Часто задаваемые вопросы о популярных видеороликахПопулярные видеоролики

Видео: Как отключить звуковую индикацию на ИБП Smart-UPS?

Видео: Установка ИБП в стойку на примере SMC3000I

Видео: Как загрузить логи и конфигурационные файлы из. ..

Подробнее о часто задаваемых вопросах по нашим общим знаниямОбщие знания

Обязательно к прочтению при подборе аналогов Шнейдер Электрик

Парт-номер (он же референс, он же артикул, он же каталожный номер) продукции Шнейднер Электрик, подобраной на замену продукции, снятой с производства, либо на замену продукции другого производителя,…

Опубликовано:12/9/2019Дата последнего изменения:5/5/2022

Как зарегистрироваться в качестве партнёра APC компании Schneider Electric?

Для участия в партнёрской программе mySchneider IT Solutions (ранее Партнерская программа APC ) необходимо зарегистрироваться в личном кабинете mySchneider . При регистрации важно правильно указать…

Опубликовано:12/28/2021 5.1.1″>Дата последнего изменения:12/28/2021

В чем измеряется мощность: активная, реактивная, полная

Электрические приборы характеризуются многими параметрами, одной из которых является мощность. Об этом многие слышали, но не каждый может точно объяснить, что это такое, в чем измеряется мощность и как ее определить.

Знание мощности помогает сравнивать однотипные устройства, подбирать необходимый источник питания, прогнозировать расход электроэнергии и некоторое другое. В первую очередь, конечно же, необходимо познакомиться с этим термином.

Что такое мощность электрического тока

Под мощностью электрического тока понимают некоторые изменения, связанные с энергией. Например, передача электроэнергии по проводам. В этом случае определяется мощность линии.

Или это может быть преобразование, так электродвигатель может совершать какую-то механическую работу, телефон преобразует электричество в радиоволны, расходует энергию на работу процессора, экрана и тому подобное. Получается, что под мощностью понимают потребление энергии за определенный промежуток времени.

Но есть и обратный процесс. Так генератор, напротив, вырабатывает электроэнергию, отдавая ее потребителю, обладает какой-то мощностью. Аккумулятор может быть как источником энергии, так и потребителем во время заряда. По своей сущности мощность является скалярной величиной и определяется в точечном отрезке времени.

Скалярная – величина, определяемая только числом, без указания направления движения электрического тока.

Кроме того, сам потребитель может менять свою мощность в зависимости от поставленной задачи. На примере съемочной камеры это легче объяснить.

При работе камеры ток потребления один, если делается фотосъемка, то мощность другая, а если применяется вспышка, то мощность уже третья. И каждый раз можно определить потребление энергии с помощью простой формулы.

Формула расчета мощности, тока и напряжения

Сначала следует определить входящие в формулу единицы измерения мощности или определить, что делает электрическую энергию способной выполнять какие-либо действия?

Электрический заряд, из которого состоит ток, должен перемещаться, только в этом случае возможно его проявление, так как по определению электрический ток – это движение заряженных частиц по замкнутой цепи. Поэтому мощность напрямую зависит от количества перемещенной энергии за точку времени в определенной цепи.

Что заставляет заряды перемещаться? Это создаваемая источником питания разность потенциалов. Измеряется она в Вольтах и называется напряжением. Другое, что еще нужно учесть – количество зарядов, проходящих в этот момент через поперечное сечение проводника. Это называется силой тока и измеряется в Амперах. Вот две составляющие, которые необходимы для упрощенной формулы.

Что нужно сделать с этими составляющими? Чтобы проще было понять, будем считать, что напряжение отвечает за скорость передвижения, а ток за количество заряда. Пусть напряжение будет равно 1 единице, а ток начнется с 2 зарядов. В этом случае за единицу времени будет перемещено 2 заряда.

А если напряжение увеличить до 2 единиц? Тогда и зарядов будет перемещено в два раза больше, поскольку скорость перемещения будет увеличена.

Из этого делаем вывод: чтобы узнать мощность (количество перемещенных зарядов), необходимо напряжение умножить на ток. Подставив условные обозначения, получим формулу мощности: P=UI;

• где P – мощность,
• U – напряжение,
• I – сила тока.

Осталось узнать, в чем измеряется электрическая мощность.

Ватт и другие единицы измерения мощности

Впервые понятие ватт было использовано в 1882 году. До этого мощность измерялась в лошадиных силах. В международную систему этот термин был включен в 1960 году. Для обозначения используют букву W в международной системе и Вт, как русский эквивалент. Понятие мощности используется не только в электротехнике, мощность может быть:

• механической;
• тепловой;
• электромагнитной и так далее.

Если разбираться в чем измеряется мощность тока, то здесь существуют производные от основной единицы. Полный список приводится в таблице.

В быту чаще всего используются Ватты и килоВатты. И здесь может возникнуть путаница. Когда нужно узнать, в чем измеряется мощность, то следует уточнять, о чем идет речь. Дело в том, что есть еще одно измерение – киловатт в час. В чем разница между килоВатт и килоВатт в час?

Первое понятие указывает на мощность прибора, то есть способность прибора преобразовывать электрическую энергию во что-то другое. Например, лампочка мощностью 1 кВт способна за один час потребить энергию равную мощности в 1 кВт.

Лампочка мощностью 100 Вт за 10 часов потребит такую же энергию. А счетчик, который контролирует потребление энергии, за один час учитывает потребление всей энергии, проходящей через него. За этот же час может быть расходовано несколько килоВатт.

Получается, что мощность прибора не зависит от времени работы, а вот потребляемая мощность, напротив, напрямую связана со временем. Поскольку речь пошла о переменном токе, то следует также отметить, что и здесь не все так просто.

В чем измеряется активная, реактивная и полная мощность

Когда речь идет о постоянном токе, тогда приведенная выше формула применима к вычислению. Она также может быть использована для измерения мгновенного значения мощности в переменном токе, но что касается определения мощности в длительном временно́м значении, то здесь эта формула неприменима. Дело в том, что в переменном токе существует несколько определяемых мощностей:

• активная;
• реактивная;
• полная.

Сразу отметим, что полная мощность включает в себя активную и реактивную мощности. Что представляют собой эти составляющие и в чем измеряется мощность каждой из них?

Реактивная мощность, если не вдаваться в сложности, состоит из мощности нагрузки, в цепи которой включены индуктивности и (или) емкости.

Индуктивностью называются катушки, с сердечником или без. Например, трансформатор, двигатель, дроссель. Под емкостью подразумевают конденсаторы.

Она определяется по формуле Q=U·I·sinφ. Единицей измерения служит ВАр (Вольт-Ампер реактивный) или var. Новая составляющая sinφ определяет сдвиг фазы в градусах или радианах. Что это значит?

При прохождении переменного тока через индуктивность ток начинает опаздывать от меняющегося напряжения. Связано это с электромагнитным полем, возникающим при прохождении через проводник тока. Это поле мешает менять направление. Такой сдвиг называют положительным.

Емкость, напротив, действует в обратном направлении. Конденсатор стремится сравнять разность потенциалов на своих обкладках. Поэтому ток опережает напряжение. Такой сдвиг называют отрицательным.

Активная мощность определяется по формуле P=U·I·cosφ. В цепи с активной нагрузкой емкостные и индуктивные составляющие выражены очень слабо. Измеряется в Ваттах (Вт).

Полная мощность определяется суммой активной и реактивной мощности для вектора. Измеряется в Вольт Амперах для СИ, в России используется ВА (Вольт-Ампер).

Мощность бытовых электрических приборов

Мощность служит основной характеристикой прибора, поэтому она указывается на каждом выпускаемой промышленностью электроприборе. Как варьирует эта мощность можно увидеть из таблицы.

Знание, в чем измеряется мощность прибора и что она характеризует, помогает согласовать нагрузку с источником тока, а это, в свою очередь, обеспечивает надежную работу всей системы.

Похожие материалы на сайте:

• Последствия короткого замыкания
• Принцип работы диода
• Перевод Ватт в Амперы и наоборот

Научитесь измерять активную мощность и реактивную мощность

Определение электрической мощности можно определить как скорость, с которой энергия потребляется в цепи. Любое электрическое или электронное устройство имеет ограничение на количество электроэнергии, с которой можно безопасно обращаться. Мощность измеряется в ваттах. В цепях постоянного тока и чистых цепях переменного тока без каких-либо нелинейных компонентов формы сигналов тока и напряжения находятся «в фазе».

Таким образом, мощность в любой момент времени в этой цепи получается путем умножения напряжения и тока. В цепи постоянного тока мощность может быть рассчитана как произведение постоянного напряжения на постоянный ток. Однако для цепей переменного тока с реактивными составляющими расчет потребляемой мощности приходится производить по-другому.

Реактивные компоненты в силовой цепи переменного тока

Цепи переменного тока содержат комбинацию резистивных, индуктивных и емкостных элементов. Эти элементы вызывают фазовый сдвиг между электрическими параметрами, такими как напряжение и ток. Из-за поведения напряжения и тока, особенно при воздействии этих компонентов, величина мощности принимает различные формы. В цепях постоянного тока и чистых цепях переменного тока без каких-либо нелинейных компонентов формы сигналов тока и напряжения находятся «в фазе». Рассмотрим приведенную ниже схему, в которой питание переменного тока подается на нагрузку.

 

 

 

Вход переменного тока будет изменять свою величину в каждый момент времени. Таким образом, найти мощность, как в цепи постоянного тока, непросто. Здесь мы рассматриваем мгновенное напряжение, которое задается как v = Vm sin ωt и i = Im sin ωt.

Мощность в любой момент времени в этой цепи получается путем умножения напряжения и тока. Если учесть среднеквадратичное значение напряжения и тока,

v = Vm sin ωt

P = VI = 2 VI SIN WT SIN (ωT ± ϕ)

= VI (COS ϕ — COS (2ωt ± ϕ)

= VI (Cos ϕ — Cos (2ωt ± ϕ) 9000 2

= VI (cos ϕ — cos (2ωt ± ϕ) cos ϕ-cos2ωt -sinϕsin2ωt )

p = VI cos ϕ (1 – cos 2wt) ± VI sin ϕ sin2wt

 

Мы знаем, что если сигнал «сдвинут» вправо или влево от 0o по сравнению с другим синусоидальная волна, выражение для этой формы волны принимает вид Am sin(ωt ± Φ), но если форма волны пересекает горизонтальные нулевые оси с положительным наклоном 90o или π/2 Радиан перед опорной формой волны, форма волны называется формой волны косинуса, а выражение становится. Vi (cos ϕ — cos (2ωt ± ϕ)

 

Приведенное выше уравнение мощности состоит из двух членов, а именно

• Член, пропорциональный VI cos ϕ, который пульсирует вокруг среднего значения VI cos ϕ
• Член, пропорциональный VI sin ϕ, пульсирующий с удвоенной частотой питания, дающий в среднем нулевое значение за период.

Формы мощности в цепях переменного тока

Итак, в цепях переменного тока есть 3 формы мощности. Это

1. Активная сила или Истинная сила или Реальная сила
2. Реактивная мощность
3. Полная мощность

Мощность, потребляемая в цепи переменного тока, называется реальной мощностью/активной мощностью (P) или реальной мощностью. Фактическое количество мощности, совершающей полезную работу в цепи. Измеряется в киловаттах (кВт) или МВт.

Мы знаем, что реактивные нагрузки, такие как катушки индуктивности и конденсаторы, рассеивают нулевую мощность, но тот факт, что они падают по напряжению и потребляют ток, создает обманчивое впечатление, что они рассеивают мощность.

Реактивная мощность (Q) (иногда называемая маловаттной мощностью) — это мощность, потребляемая в цепи переменного тока, которая не выполняет никакой полезной работы, но оказывает большое влияние на фазовый сдвиг между осциллограммами напряжения и тока. Реактивная мощность связана с реактивным сопротивлением, создаваемым катушками индуктивности и конденсаторами, и противодействует действию реальной мощности.

Произведение среднеквадратичного значения напряжения V, приложенного к цепи переменного тока, и среднеквадратичного значения тока, протекающего в эту цепь, называется «произведением вольт-ампер» (ВА) с обозначением S, величина которого обычно известна как кажущаяся мощность. Это векторная сумма P и Q, выраженная в вольт-амперах (ВА). Это сложная сила, представленная треугольником власти.

 

 

Реактивная мощность оказывает отражающее воздействие на безопасность энергосистем, поскольку влияет на напряжения во всей системе. Поскольку реактивная мощность движется вперед и назад по линии (линии электропередачи или любому другому проводнику), она действует как дополнительная нагрузка. Таким образом, реактивная мощность учитывается, когда мы рассматриваем общую мощность любых электрических систем (кабели, распределительные устройства, трансформаторы и т. д.)

Это означает, что все установки должны быть рассчитаны на полную мощность, учитывающую как активную, так и реактивную мощность. Если реактивная мощность существует в избыточном количестве, это значительно уменьшит мощность

коэффициент системы. Таким образом, снижение коэффициента мощности может привести к снижению эффективности работы. Это приводит к нежелательным падениям напряжения, высоким потерям проводимости, избыточному нагреву и более высоким эксплуатационным расходам.

 

Модель Simulink для нахождения активной и реактивной мощности

Вот простая модель Simulink для нахождения активной и реактивной мощности цепи нагрузки RL.

 

 

Нагрузка считается нагрузкой RL, чтобы показать разницу в формах напряжения и тока. Если нагрузка считается резистивной, кривые напряжения и тока будут совпадать по фазе, и вся мощность будет рассеиваться резистором.

Входное напряжение = 100 В

Сопротивление = 1 Ом

Индуктивность 1 мГн

Блок измерения напряжения и тока приведен в схеме для измерения напряжения нагрузки и входного тока. Блок RMS предназначен для проверки среднеквадратичного значения сигнала переменного тока в цепи. Мультиметр измеряет ток ответвления через нагрузку RL.

 

 

Нам нужно эффективное значение величин переменного тока для лучшего расчета. Среднеквадратичное значение — это действующее значение переменного напряжения или тока. Это эквивалентное устойчивое значение постоянного тока (постоянное), которое дает тот же эффект. Здесь измеренный входной ток составляет около 28,5 А

 

 

Активная мощность рассчитывается с использованием блока измерения мощности путем предоставления выходного напряжения и тока, измеренных в цепи. Здесь она равна 4556 Вт.

 

 

На приведенном ниже рисунке показан результирующий график из области действия 1 (отмечено желтым цветом)

Хорошо видно, что напряжение и ток не совпадают по фазе. Красная кривая представляет собой напряжение, а зеленая — ток. Поскольку это цепь RL, ток отстает.

 

 

На приведенном ниже рисунке показаны активная и реактивная мощности, измеренные в цепи. Красная кривая указывает на активную мощность, а синяя — на реактивную.

Если я изменяю нагрузку на чистую резиститель. Измеренная реактивная мощность составляет нулевое

Увеличенный вид результатов приведен ниже

0003

 

 

Измеренное значение активной мощности также изменилось

Вы можете попробовать разные условия нагрузки и значения входного напряжения и посмотреть, как изменяются активная и реактивная мощности.

Как измерить электрическую мощность

Если продукт потребляет энергию, то измерения энергопотребления и качества электроэнергии должны быть частью дизайна и испытаний продукта. Эти измерения необходимы для оптимизации конструкции продукта, соответствия стандартам и предоставления клиентам информации с паспортной таблички. Но как измерить электричество?

В этой статье обсуждаются передовые методы измерения электрической мощности, начиная с основ измерения мощности и заканчивая типами приборов и связанных с ними компонентов, обычно используемых для проведения измерений. Статья завершится примерами из реальной жизни, в которых информация, представленная ранее в статье, применяется для решения практических задач измерения.

Хотя большинству из нас приходилось сталкиваться с основными уравнениями измерения мощности, полезно обобщить эту информацию и показать, как она применима к разработке и тестированию продукта.

Основы измерения мощности

Как измеряется электрический ток?

Измерение мощности постоянного тока относительно просто, так как формула просто ватты = вольты x амперы. Для измерения электрической мощности переменного тока коэффициент мощности (PF) представляет сложность, поскольку ватты = вольты x амперы x PF. Это измерение мощности переменного тока называется активной мощностью, истинной мощностью или реальной мощностью. В системах переменного тока умножение вольт на ампер = вольт-ампер, также называемое полной мощностью.

Потребляемая мощность измеряется путем ее расчета во времени с использованием как минимум одного полного цикла. Используя методы оцифровки, мгновенное напряжение умножается на мгновенный ток, затем накапливается и интегрируется в течение определенного периода времени, чтобы обеспечить измерение электрического тока. Этот метод обеспечивает истинное измерение мощности и истинное среднеквадратичное значение для любой формы волны, синусоидальной или искаженной, включая содержание гармоник вплоть до полосы пропускания прибора.

Однофазная и трехфазная мощность Измерение электрической мощности

Преобразование Блонделя утверждает, что общая мощность измеряется на один ваттметр меньше, чем количество проводов в системе. Следовательно, для однофазной двухпроводной системы потребуется один ваттметр, для однофазной трехпроводной системы — два ваттметра (рис. 1), для трехфазной трехпроводной системы — два ваттметра, а для трехпроводной — два ваттметра. для трехфазной четырехпроводной системы потребуется три ваттметра.

Какое устройство измеряет ток?

Рис. 1. Метод двух ваттметров позволяет измерять мощность посредством прямого подключения к системе 3P3W. Pt = P1 + P2

В этом контексте ваттметр — это устройство, используемое для измерения тока через один вход тока и один вход напряжения. Многие анализаторы мощности и DSO имеют несколько входных пар ток/напряжение, способных измерять мощность в ваттах, фактически действуя как несколько ваттметров в одном приборе. Таким образом, можно измерить трехфазную 4-проводную мощность с помощью одного правильно указанного анализатора мощности.

В однофазной двухпроводной системе (рис. 2) напряжение и ток, определяемые ваттметром, равны полной мощности, рассеиваемой нагрузкой. Напряжение измеряется между двумя проводами, а ток измеряется в проводе, питающем нагрузку, который часто называют горячим проводом. Напряжение обычно может быть измерено непосредственно анализатором мощности до 1000 В RMS. Более высокие напряжения потребуют использования VT (трансформатора напряжения) в системе переменного тока для понижения напряжения до уровня, который может быть измерен прибором. Токи обычно могут быть измерены непосредственно анализатором мощности до 50 А, в зависимости от прибора. Более высокие токи потребуют использования трансформатора тока (ТТ) в системе переменного тока. Существуют различные типы КТ. Некоторые из них размещены непосредственно в линии. Другие имеют окно, через которое проходит токоведущий кабель. Третий вид – накладной. Для постоянного тока обычно используется шунт. Шунт помещают в линию, и прибор измеряет милливольтовый сигнал низкого уровня.

Рис. 2. В однофазной двухпроводной системе используются трансформатор тока и трансформатор напряжения.

В однофазной трехпроводной системе (рис. 3) общая мощность представляет собой алгебраическую сумму двух показаний ваттметра. Каждый ваттметр подключается от одного из горячих проводов к нейтрали, и в каждом горячем проводе измеряется ток. Общая мощность рассчитывается как Pt = P1 + P2.

Рис. 3. Два ваттметра подключаются к однофазной трехпроводной системе (1P3W).

В трехфазной четырехпроводной системе (рис. 4) каждый из трех ваттметров измеряет напряжение от горячих проводов к нейтрали, и каждый ваттметр измеряет ток в одном из трех горячих проводов. Общая мощность для трех фаз представляет собой алгебраическую сумму трех измерений ваттметра, поскольку каждый счетчик, по сути, измеряет одну фазу трехфазной системы. Pt = P1 + P2 + P3

Рис. 4. В этой трехфазной четырехпроводной системе используются три ваттметра.

В трехфазной трехпроводной системе (рис. 5) два ваттметра измеряют фазный ток в любых двух из трех проводов. Каждый ваттметр измеряет междуфазное напряжение между двумя из трех линий электропитания. В этой конфигурации общая мощность в ваттах точно измеряется алгебраической суммой двух значений ваттметра. Пт = П1 + П2. Это верно, если система сбалансирована или несбалансирована.

Если нагрузка несбалансированная, т.е. фазные токи разные, общая мощность будет правильной, но общая мощность, ВА и коэффициент мощности, могут быть ошибочными. Однако анализаторы мощности могут иметь специальную схему подключения 3V3A для обеспечения точных измерений в трехфазных трехпроводных системах со сбалансированной или несимметричной нагрузкой. Этот метод использует три ваттметра для контроля всех трех фаз. Один ваттметр измеряет напряжение между фазами R и T, второй ваттметр измеряет напряжение между фазами S и T, а третий ваттметр измеряет напряжение между фазами R и S. Фазные токи измеряются каждым ваттметром. Метод двух ваттметров до сих пор используется для расчета полной мощности. Пт = П1 + П2. Однако общая VA рассчитывается как (√3/3)(VA1 + VA2 + VA3). Все три значения напряжения и тока используются для точного измерения и расчета несимметричной нагрузки.

Рис. 5. Трехфазная трехпроводная система использует метод трех ваттметров для достижения точных измерений на несбалансированной нагрузке.

Измерение коэффициента мощности

Необходимо часто измерять коэффициент мощности, и это значение должно быть как можно ближе к единице (1,0).

В системе электроснабжения нагрузка с низким коэффициентом мощности потребляет больше тока, чем нагрузка с высоким коэффициентом мощности при одинаковом количестве передаваемой полезной мощности. Более высокие токи увеличивают потери энергии в системе распределения и требуют более крупных проводов и другого оборудования. Из-за стоимости более крупного оборудования и потерь энергии электрические коммунальные предприятия обычно взимают более высокую плату с промышленных или коммерческих потребителей с низким коэффициентом мощности.

На рис. 6 показано отставание тока от напряжения на 44,77°, что дает коэффициент мощности 0,70995. Полная мощность S1 составляла 120,223 ВА. Однако истинная мощность или реальная мощность P1 составляла всего 85,352 Вт.

Если у энергопотребляющих устройств хорошие коэффициенты мощности, то и у всей энергосистемы будет хороший коэффициент мощности, и наоборот. Когда коэффициент мощности падает, часто приходится использовать устройства коррекции коэффициента мощности, что требует значительных затрат. Эти устройства, как правило, представляют собой конденсаторы, поскольку большая часть потребляемой мощности является индуктивной.

Ток отстает от напряжения в дросселе; это известно как отстающий коэффициент мощности. Ток опережает напряжение в конденсаторе; это известно как ведущий фактор мощности. Двигатель переменного тока является примером индуктивной нагрузки, а компактная люминесцентная лампа — примером емкостной нагрузки.

Для определения общего коэффициента мощности в трехфазной 4-проводной системе требуются три ваттметра. Каждый счетчик измеряет ватты, а также измеряются вольты и амперы. Затем рассчитывается коэффициент мощности путем деления общего количества ватт от каждого счетчика на общее количество вольт-ампер.

В трехфазной трехпроводной системе коэффициент мощности следует измерять с помощью метода трех ваттметров вместо метода двух ваттметров, если нагрузка несимметрична, то есть если фазные токи различаются. Поскольку метод двух ваттметров измеряет только два ампера, любые различия в показаниях ампер на третьей фазе вызовут неточности.

Измерение мощности бытовой техники

Типичным приложением для измерения мощности является питание в режиме ожидания для бытовой техники, основанной на стандартах Energy Star или IEC62301. Оба стандарта определяют требуемую точность измерения мощности, разрешение и другие параметры измерения мощности, такие как гармоники. В стандарте IEC62301 есть еще 25 стандартов, которые определяют конкретные параметры испытаний для различных устройств. Например, IEC60436 определяет методы измерения производительности электрических посудомоечных машин.

Режим ожидания определяется как режим с наименьшим энергопотреблением, который не может быть отключен пользователем и который может сохраняться в течение неопределенного времени, когда приложение подключено к основному источнику питания и используется в соответствии с инструкциями производителя. Мощность в режиме ожидания — это средняя мощность в режиме ожидания при измерении в соответствии со стандартом.

Существует три основных метода измерения энергопотребления в режиме ожидания или других подобных приложений. Если значение мощности стабильно, то можно использовать мгновенные показания прибора в любой момент времени. Если значение мощности нестабильно, возьмите либо среднее значение показаний прибора с течением времени, либо измерьте общее потребление энергии. Ватт-часы можно измерить за определенный период времени, а затем разделить на это время.

Измерение общего энергопотребления и деление на время дает наиболее точные значения как для постоянной, так и для флуктуирующей мощности. Этот метод обычно используется при использовании наших анализаторов мощности. Но для измерения общего энергопотребления требуется более сложный прибор, поскольку мощность необходимо постоянно измерять и суммировать.

Инструменты для измерения мощности

Мощность обычно измеряется с помощью цифрового анализатора мощности или цифрового запоминающего осциллографа с микропрограммой для анализа мощности. Большинство современных анализаторов мощности полностью электронные и используют дигитайзеры для преобразования аналоговых сигналов в цифровые формы. Анализаторы более высокого класса используют методы цифровой обработки сигналов для выполнения вычислений, необходимых для определения значений.

DSO, занимающиеся анализом мощности, используют специальную прошивку для точного измерения мощности. Однако они несколько ограничены, поскольку основаны на выборочных данных из оцифрованных волновых форм. Благодаря пробникам тока и напряжения они хорошо подходят для работы на уровне плат и компонентов, где абсолютная точность не является обязательной, а частота сети относительно высока.

Анализаторы мощности обычно могут измерять до 50 А (среднеквадратичное значение) непосредственно при уровне напряжения до 1000 В (среднеквадратичное значение), поэтому большинство тестируемых продуктов можно подключать напрямую. С другой стороны, DSO потребует использования пробников напряжения и тока для измерения мощности.

ТТ рассчитаны на соотношение входного и выходного тока, например 20:5. Другими важными параметрами ТТ являются точность, фазовый сдвиг и диапазон частот для измерения мощности переменного тока. ТН используются для понижения фактического напряжения до уровня, который может быть воспринят прибором для измерения мощности. Например, если тестируемый продукт рассчитан на 480 В переменного тока, а прибор ограничен 120 В переменного тока, то требуется ТН 4:1.

DSO обычно не обеспечивает точности анализатора мощности и не может напрямую принимать входные сигналы высокого тока и напряжения, но он может измерять мощность на гораздо более высоких частотах до 500 МГц с помощью соответствующих пробников. Он также обеспечивает другие преимущества по сравнению с анализаторами мощности в определенных приложениях, включая специальные пробники для простоты подключения, компенсацию фазы пробника и до восьми многоканальных входов.

Типичным применением DSO может быть любой тип измерения на уровне платы, например, при разработке печатных плат для импульсного источника питания. Параметры, которые обычно измеряются и анализируются с помощью DSO или анализатора мощности, включают, помимо прочего, потери мощности при переключении, энергопотребление устройства, уровень шума при переключении, гармоники, выходную мощность и стабильность выходного сигнала.

При использовании DSO необходимое оборудование будет включать датчики дифференциального напряжения и датчики тока (рис. 7). Токоизмерительный датчик подключается к одному из главных токонесущих проводов, как показано на рисунке. Часто напряжения компонентов не привязаны к уровню земли. Поэтому для изоляции заземления DSO от заземления компонентов требуется дифференциальный пробник напряжения. В дополнение к анализатору мощности или DSO, а также ТТ и ТП, при необходимости, другими вспомогательными компонентами для измерения мощности являются пробники, клещи и провода. После того, как все необходимые инструменты и компоненты будут в наличии, следующим шагом будет определение того, какие именно инструменты необходимы и как эти инструменты должны быть подключены к нагрузке.

Рис. 7. Используйте пробники напряжения и пробники тока с осциллографом для измерения напряжения и тока.

Анализаторы мощности обычно выбирают для измерения мощности бытовых приборов и других измерений мощности с относительно высокими уровнями напряжения, низкими частотами и высокими требованиями к точности. Однако для измерений на уровне платы обычно используется DSO.

С помощью приведенной выше информации можно выбрать и подключить правильные приборы и инструменты для различных приложений измерения мощности. Информация, полученная от этих приборов, может затем использоваться для оптимизации конструкции, соответствия стандартам и предоставления информации с паспортных данных.