基于單片機(jī)電壓采樣的功率因數(shù)在線檢測

5.試驗(yàn)及結(jié)果分析

為驗(yàn)證功率因數(shù)在線測量的精度，作者搭建了如圖 4所示的試驗(yàn)平臺，圖中 COS?是準(zhǔn)確等級為 0.2級的單相功率因數(shù)表。試驗(yàn)時分別采用白熾燈、電風(fēng)扇兩種不同負(fù)載作為測量對象進(jìn)行了功率因數(shù)測量試驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與功率因數(shù)表的讀數(shù)進(jìn)行比較。

圖 4 試驗(yàn)電路示意圖圖中

S1為電源開關(guān)，S2為轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng) S2合在下邊位置時可得到功率因數(shù)表直接讀數(shù);當(dāng) S2合在上邊位置時可得到在線測量電路的功率因數(shù)測量值,試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算值如表 1所示。

由表 1可知，采用測量電路得到的測量值與功率因數(shù)表的讀數(shù)非常接近，說明該測量電路具有較好的測量精度。白熾燈為純電阻負(fù)載，而電風(fēng)扇為電感性負(fù)載，試驗(yàn)表明該功率因數(shù)測量電路具有較好通用性，既適用于電阻性負(fù)載也適用于感性負(fù)載。

5 結(jié)束語

基于電壓采樣來測量功率因數(shù)的方案，簡化了功率因數(shù)在線檢測電路的結(jié)構(gòu)、降低了成本，提高了檢測精度。并且這種檢測功率因數(shù)的思路還具有很好的實(shí)用價值，因在實(shí)際中電壓表比功率因數(shù)表更為常見，當(dāng)手頭沒有功率因數(shù)表的情況下，就可用電壓表測量相應(yīng)的 3個電壓，通過公式( 2)計(jì)算也可得到負(fù)載的功率因數(shù)，解決了無功率因數(shù)表就無法測量功率因數(shù)的困難，給功率因數(shù)的測量帶來了很大的方便。但該測量電路也存在不足之處，測量時需要串接一個附加可調(diào)電阻，因而測量顯得不太方便，另外還會影響負(fù)載的工作，因此在使用時應(yīng)盡量使阻值調(diào)小些以得到適當(dāng)?shù)碾妷簽橐?，通過試驗(yàn)我們認(rèn)為該電壓調(diào)到 10V左右即可，這樣既能滿足測量要求，又不至于對負(fù)載造成太大影響。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：通過對被測電路電壓采樣，并經(jīng)過計(jì)算即可得到被測電路的功率因數(shù)，簡化了功率因數(shù)測量電路結(jié)構(gòu)，提高了功率因數(shù)的測量精度?？朔藗鹘y(tǒng)的功率因數(shù)測量時需要對電壓、電流進(jìn)行檢測，再經(jīng)過電壓、電流波形變換得到電壓、電流的相位差，最后才能得到被測電路的功率因數(shù)復(fù)雜過程。