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為什么真有效值對(duì)于HVAC技術(shù)人員很重要

來(lái)源:東莞市奧古特電子有限公司   2012年08月03日 14:49  

 

非線性負(fù)載需要一個(gè)真有效值測(cè)試工具才能獲得讀數(shù)
對(duì)于今天的暖通 (HVAC) 技術(shù)人員來(lái)說(shuō),如果不使用真有效值測(cè)試工具,電氣問(wèn)題的故障排查會(huì)變得更加困難。部分原因是由于包含功率半導(dǎo)體和整流器的新型固態(tài)可調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和加熱控制器的廣泛采用。這些負(fù)載被稱為是"非線性"的。非線性負(fù)載會(huì)以短脈沖而不是平穩(wěn)的正弦波來(lái)吸收電流,而感應(yīng)電機(jī)等線性負(fù)載是以正弦波來(lái)吸收電流的。電流波形對(duì)測(cè)試工具的讀數(shù)具有顯著的影響。

  通常具有兩種類型的電氣測(cè)試工具:"平均響應(yīng)有效值指示"型和"真有效值"型。平均響應(yīng)測(cè)試儀器可針對(duì)感應(yīng)電機(jī)、電阻加熱器和白熾燈等線性負(fù)載給出正確讀數(shù)。但當(dāng)負(fù)載是非線性時(shí),平均響應(yīng)儀表在測(cè)量線路側(cè)電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生比真實(shí)值低 5% 到高達(dá) 40% 的讀數(shù)。
AA
使用一塊真有效值鉗形表來(lái)檢查壓縮機(jī)控制器上的電流。

真有效值對(duì)于 HVAC 的意義

  考慮復(fù)雜 HVAC 和制冷系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的所有問(wèn)題。自然,不僅存在大量的電氣和機(jī)械問(wèn)題,而且還存在著控制系統(tǒng)問(wèn)題、空氣供應(yīng)平衡問(wèn)題、壓縮機(jī)性能以及冷卻劑溫度與壓力、過(guò)熱、過(guò)冷以及對(duì)于空調(diào)和制冷性能起根本作用的空氣流動(dòng)之間的精細(xì)平衡等諸多方面的問(wèn)題。現(xiàn)在考慮這些問(wèn)題中有多少涉及非線性負(fù)載。從本質(zhì)上說(shuō),任何在電源部分中包含半導(dǎo)體的控制器或系統(tǒng)都可被認(rèn)為是一個(gè)非線性負(fù)載。通常在對(duì) HVAC 設(shè)備故障進(jìn)行排查時(shí)通常,在對(duì)因電氣問(wèn)題引起的 HVAC 設(shè)備故障或另人討厭的脫扣進(jìn)行故障排除時(shí),您的*本能就是要配電盤有斷路器脫扣或過(guò)載。但是,如果該電路上具有一個(gè)非線性負(fù)載,就需要使用一個(gè)真有效值測(cè)試工具來(lái)測(cè)量真實(shí)負(fù)載電流以確定問(wèn)題所在:電路發(fā)生了故障?電路過(guò)載?負(fù)載本身的問(wèn)題?


一個(gè)電流,兩個(gè)讀數(shù)。你信任哪個(gè)?上面的分支電路為一個(gè)具有失真電流的非線性負(fù)載饋電。上圖右側(cè)的鉗形表讀數(shù)正確,但平均響應(yīng)鉗型表讀數(shù)要低 32%。

 

如果電爐中的電阻發(fā)熱元件在 240 V ac rms 下的額定發(fā)熱量為 15 kW,則如果施加 240 V dc 電壓而不是 ac 電壓,就會(huì)得到相同的熱量。從測(cè)量的角度來(lái)說(shuō),rms 值等于正弦波峰值的 0.707 倍。 Vrms = Vpeak x .707

例如,如果一個(gè) ac 電壓源的正峰值為 165 V,則:
Vrms = Vpeak x .707
Vrms = 165 x .707
Vrms = 116.655 V

  熔斷器、母排、導(dǎo)線和斷路器的熱元件等部件都以有效值 (rms) 電流來(lái)標(biāo)明額定值,因?yàn)樗鼈兊闹飨拗谱饔门c熱量耗散有關(guān)。如果我們想檢查一個(gè)電路有無(wú)過(guò)載,則需要測(cè)量 rms 電流,并將測(cè)量值與有關(guān)部件的額定值進(jìn)行比較。

 

真有效值萬(wàn)用表和其它測(cè)試工具可響應(yīng) ac 電壓值而不管波形是線性還是非線性。如果一個(gè)測(cè)試工具被標(biāo)明可響應(yīng)真有效值,這意味著該工具的內(nèi)部電路會(huì)根據(jù) rms 公式來(lái)計(jì)算發(fā)熱值。這種方法可給出正確的發(fā)熱值,而不管電流波形如何。

  平均響應(yīng) rms 值指示工具沒(méi)有真有效值電路。它們使用一種簡(jiǎn)捷方法來(lái)找到 rms 值。這些儀表可捕獲 ac 波形經(jīng)過(guò)整流的平均值,并將數(shù)值乘以 1.1 以計(jì)算出 rms 值。

  換言之,它們所顯示的值不是一個(gè)真實(shí)值,而是一個(gè)基于波形的假設(shè)計(jì)算出來(lái)的值。平均響應(yīng)方法適用于純粹正弦波,但在波形因可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器或計(jì)算機(jī)而發(fā)生波形失真時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致高達(dá) 40 % 的較大讀數(shù)誤差。下表給出了兩種不同類型儀表響應(yīng)不同波形的方式的一些示例。

  在今天的高技術(shù) HVAC 環(huán)境中,的方法是僅選擇和使用真有效值測(cè)試工具以獲得*結(jié)果。

平均響應(yīng)型鉗形表與真有效值型鉗形表的比較

萬(wàn)用表類型
對(duì)正弦波的響應(yīng)
對(duì)方波的響應(yīng)
對(duì)單相二極管整流器的響應(yīng)
對(duì)三相二極管整流器的響應(yīng)
平均響應(yīng)
正確
10 %
40 %
5 % 30 %
真有效值
正確
正確
正確
正確

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