進(jìn)行功率測量時經(jīng)常要使用濾波器,可是對于大多數(shù)的使用者在面對橫河功率分析儀WT5000中兩種濾波器的區(qū)別以及設(shè)置方法時總是存在一些問題。那么今天跟大家分享一下關(guān)于WT5000的線路濾波器(Line Filter)和頻率濾波器(Frequency Filter)的區(qū)別以及兩者的作用,包括WT5000的高級濾波功能進(jìn)行詳細(xì)講解。
濾波器是一種選頻裝置,能夠讓信號中特定的頻率成分通過,進(jìn)而在ZD程度上衰減其他頻率成分。采用濾波器的選頻特性,能夠濾除干擾噪聲或進(jìn)行頻譜分析。(譬如:去除電源中的高頻噪聲)。
WT5000內(nèi)部設(shè)置了兩種濾波器——線路濾波器(Line Filter)與頻率濾波器(Frequency Filter),這兩種濾波器所在的回路不同,所以產(chǎn)生的作用也是不一樣的。
是一款低通濾波器,能夠去除信號的高頻成分(高頻諧波成分),但僅限于測量低頻成分。會影響到電壓RMS、電流RMS、有功功率P等測量值發(fā)生變化,謹(jǐn)慎使用。對于變頻器PWM電壓測量來說,假如一定要開啟線路濾波器去除高頻干擾的話,通常應(yīng)要保障線路濾波器的截止頻率至少是調(diào)制波頻率的9倍至10倍以上。電壓測量可能會產(chǎn)生一定的衰減作用,但基本對功率測量不會有影響。同時也可稱為零交叉濾波器,作用是去除進(jìn)入頻率測量電路的輸入信號的高頻成分。對測量的電壓/電流波形不會產(chǎn)生直接影響,可對周期檢測有影響。對于高頻噪聲很多或是嚴(yán)重畸變的波形,應(yīng)要使用頻率濾波器才能得到穩(wěn)定的信號頻率。功率計算需要準(zhǔn)確設(shè)定被測信號的周期,使用頻率濾波器過濾掉不相關(guān)的頻率含量。諧波分析需要獲得準(zhǔn)確的基波頻率,需要使用頻率濾波器。WT5000線路濾波器(Line Filter)的數(shù)字并行通路結(jié)構(gòu):
考慮到諧波分析算法的特殊性,WT5000中會把常規(guī)測量和諧波分析各自用兩個并行的運算電路完成數(shù)據(jù)處理。
常規(guī)測量回路:利用常規(guī)功率算法,管理電壓、電流、功率、效率等常規(guī)參數(shù)的運算
諧波分析回路:利用FFT算法,管理有關(guān)信號的各次諧波運算及諧波畸變率等諧波分析
常規(guī)測量和諧波分析對信號的濾波處理要求不同;WT5000使用了數(shù)字并行通路結(jié)構(gòu),幫助常規(guī)測量和諧波分析各自搭配了獨立的數(shù)字線路濾波器,使用者能夠單獨設(shè)置截止頻率。
根據(jù)下圖展示的來看,將高級線路濾波器設(shè)置打開時,便能夠單獨對各個通道的常規(guī)測量和諧波測量分別設(shè)置不同的截止頻率;兩個線路濾波器的截止頻率可以從100Hz至100kHz,以100Hz的分辨率隨意設(shè)置。
WT5000的頻率濾波器除低通濾波外,而且還支持高通濾波,能夠有效去除低頻干擾對基波的影響。
高級設(shè)置關(guān)閉時,高通濾波器固定為打開,截止頻率為0.1Hz。
開啟高級設(shè)置后,除了高通和低通濾波器之外,還能夠設(shè)定整流信號源與零交叉電平,同時測量同一信號的基波頻率和載波頻率。面對疊加在直流偏置信號上的交流信號,即便沒有過零點,依然可以經(jīng)過設(shè)置高通濾波器測量到該交流信號的頻率。
①高通濾波器能夠選擇下述截止頻率:0.1Hz,1Hz,10Hz,100Hz~100kHz (0.1kHz步進(jìn))。
②整流器通常應(yīng)用于整流波形基波的測量。
③交叉電平可靈活設(shè)定,用于檢測幅值變化較大或者無過零點的信號的頻率。
WT5000的第二頻率測量:WT5000能夠同時測量單個輸入信號的兩個頻率(例如基波和載波)。把第二頻率測量功能打開后,能夠設(shè)定第二頻率的高通截止頻率及交叉電平。
根據(jù)上圖來看,例如,如果單元1的電壓信號基波為50Hz并疊加1kHz的載波信號,WT5000能夠同時測量50Hz和1kHz。測量1kHz頻率時,應(yīng)要設(shè)定第二頻率測量的頻率濾波器。
高級頻率濾波的應(yīng)用實例:失真波形的周期檢測方法
采用WT5000功率分析儀頻率濾波器中的高級設(shè)定,精確設(shè)置數(shù)字濾波器的截止頻率和零交叉電平,能夠精準(zhǔn)測量失真波形的周期。
①根據(jù)上圖中的電源整流波形,可以看到各個載波周期的幅值變化十分的大,采用默許的過零交叉電平非常不容易得出穩(wěn)定的載波頻率。假如手動調(diào)整交叉電平,便能夠準(zhǔn)確測得載波的頻率。
②利用打開整流器功能,把上圖波形整流為下圖的波形,之后再設(shè)定合適的頻率濾波截止頻率,再設(shè)置合適的交叉電平位置,就能夠得出信號的變化周期(基波頻率)