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為什么真有效值對于HVAC技術(shù)人員很重要

來源:東莞市奧古特電子有限公司   2012年08月03日 14:49  

 

非線性負載需要一個真有效值測試工具才能獲得讀數(shù)
對于今天的暖通 (HVAC) 技術(shù)人員來說,如果不使用真有效值測試工具,電氣問題的故障排查會變得更加困難。部分原因是由于包含功率半導體和整流器的新型固態(tài)可調(diào)速電機驅(qū)動器和加熱控制器的廣泛采用。這些負載被稱為是"非線性"的。非線性負載會以短脈沖而不是平穩(wěn)的正弦波來吸收電流,而感應(yīng)電機等線性負載是以正弦波來吸收電流的。電流波形對測試工具的讀數(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)測試儀器可針對感應(yīng)電機、電阻加熱器和白熾燈等線性負載給出正確讀數(shù)。但當負載是非線性時,平均響應(yīng)儀表在測量線路側(cè)電流時會產(chǎn)生比真實值低 5% 到高達 40% 的讀數(shù)。
AA
使用一塊真有效值鉗形表來檢查壓縮機控制器上的電流。

真有效值對于 HVAC 的意義

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


一個電流,兩個讀數(shù)。你信任哪個?上面的分支電路為一個具有失真電流的非線性負載饋電。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,就會得到相同的熱量。從測量的角度來說,rms 值等于正弦波峰值的 0.707 倍。 Vrms = Vpeak x .707

例如,如果一個 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、導線和斷路器的熱元件等部件都以有效值 (rms) 電流來標明額定值,因為它們的主限制作用與熱量耗散有關(guān)。如果我們想檢查一個電路有無過載,則需要測量 rms 電流,并將測量值與有關(guān)部件的額定值進行比較。

 

真有效值萬用表和其它測試工具可響應(yīng) ac 電壓值而不管波形是線性還是非線性。如果一個測試工具被標明可響應(yīng)真有效值,這意味著該工具的內(nèi)部電路會根據(jù) rms 公式來計算發(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 值指示工具沒有真有效值電路。它們使用一種簡捷方法來找到 rms 值。這些儀表可捕獲 ac 波形經(jīng)過整流的平均值,并將數(shù)值乘以 1.1 以計算出 rms 值。

  換言之,它們所顯示的值不是一個真實值,而是一個基于波形的假設(shè)計算出來的值。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)動器或計算機而發(fā)生波形失真時,可能會導致高達 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

萬用表類型
對正弦波的響應(yīng)
對方波的響應(yīng)
對單相二極管整流器的響應(yīng)
對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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