在使用功率分析儀測(cè)量電參數(shù)時(shí)，設(shè)置同步源無疑是工程師們?cè)跍y(cè)試環(huán)節(jié)中不可缺少的一個(gè)重要步驟，然而很多工程師卻對(duì)這一操作原理及選取方式不甚了解。今天我們進(jìn)一步了解同步源的作用及其設(shè)置方法。

一、同步源

       在理解什么是同步源之前，我們可以先從功率分析儀的常測(cè)數(shù)值即有效值與有功功率入手，了解儀器在測(cè)量電參數(shù)時(shí)的運(yùn)作原理。

       眾所周知在電力中存在著直流電和交流電。交流電可表示為“AC(Alternating Current) ”，是指電流方向隨時(shí)間推移作周期性變化的電流，其曲線為正弦波，其波形呈周期性變化。日常家庭和工廠用電均屬于交流電。

       如圖2所示，為描述不斷變化的交流電信號(hào)，我們一般使用有效值來表示交流電流和電壓的值，其單位分別為“Arms”、“Vrms”，其計(jì)算公式均為：

       以計(jì)算Vrms值為例，功率分析儀的運(yùn)算原理波形圖如圖3所示，其中藍(lán)色波形為信號(hào)的原始波形，紅色波形為原信號(hào)進(jìn)行平方運(yùn)算后的波形。

圖3：功率分析儀運(yùn)算原理波形圖

       而當(dāng)功率分析儀在計(jì)算有功功率時(shí)，儀器則會(huì)將電流和電壓波形相乘后得到的功率曲線進(jìn)行平均化處理，其計(jì)算公式為，與此同時(shí)功率分析儀的運(yùn)算原理波形也如圖4所示。

圖4：功率分析儀進(jìn)行有功功率運(yùn)算時(shí)的波形原理圖

       不難發(fā)現(xiàn)，無論是我們利用功率分析儀計(jì)算交流電壓電流的RMS值，還是計(jì)算交流電的有功功率值，其本質(zhì)都是對(duì)信號(hào)周期進(jìn)行平均運(yùn)算。因此，準(zhǔn)確檢測(cè)出信號(hào)的周期十分重要。

       而功率分析儀的通用運(yùn)算原理則是首先檢測(cè)出指定信號(hào)的周期，并將檢測(cè)周期的整數(shù)倍時(shí)間設(shè)為測(cè)量區(qū)間，隨后對(duì)這段時(shí)間內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均運(yùn)算，這一測(cè)量方式也被稱為“同步源周期平均法”，其中用于定義測(cè)量周期的輸入信號(hào)被稱為同步源。

       與此同時(shí)功率分析儀還將通過檢測(cè)過零點(diǎn)的方式確認(rèn)同步源的周期，并自動(dòng)將數(shù)據(jù)更新周期內(nèi)的首上升（或下降）過零點(diǎn)到稍后一個(gè)上升（或下降）過零點(diǎn)之間的這段時(shí)間設(shè)為測(cè)量區(qū)間，如圖5所示。

圖5：功率分析儀確認(rèn)同步源周期方式示意圖

二、如何選擇同步源？

       只有檢測(cè)出同步源信號(hào)才能獲取正確的測(cè)量值。因此測(cè)量時(shí)，橫河建議選擇失真小、輸入電平和頻率都穩(wěn)定的輸入信號(hào)作為同步源。在操作時(shí)，我們需查看在儀器上已被選為同步源的輸入信號(hào)頻率，確認(rèn)頻率測(cè)量是否正確，并根據(jù)不同的測(cè)試對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

       例如，當(dāng)被測(cè)對(duì)象是開關(guān)電源時(shí)，相較于電流波形，電壓波形的失真情況較小，因此我們需選擇電壓信號(hào)作為測(cè)試同步源，如圖6所示。

圖6：開關(guān)電源測(cè)試中電壓波形與電流波形對(duì)比圖

       當(dāng)被測(cè)對(duì)象是變頻器時(shí)，相較于電壓波形，電流波形的失真情況較小，因此我們需選擇電流信號(hào)作為同步源，如圖7所示。

圖7：變頻器測(cè)試中電壓波形與電流波形對(duì)比圖

       而當(dāng)測(cè)試對(duì)象是單相交流輸入和三相交流輸出功率轉(zhuǎn)換器時(shí)，其同步源設(shè)置方式如圖8所示：

圖8：同步源設(shè)置方式

       如用圖8所示的連接方式測(cè)量單相交流電轉(zhuǎn)換為三相交流電的設(shè)備，則需將輸入端中的輸入單元與同步源設(shè)為相同信號(hào)，即將輸入單元1 的同步源設(shè)為U1（或I1），輸入單元2 和3 的同步源設(shè)為U2（或I2、U3、I3），如圖9的實(shí)例：

圖9：同步源的設(shè)置實(shí)例

       設(shè)置完成后即可開始測(cè)量不同頻率下的交流信號(hào)，如將所有輸入單元的同步源設(shè)為相同信號(hào)，則輸入信號(hào)或輸出信號(hào)的測(cè)量周期將不再是信號(hào)周期的整數(shù)倍，即符合公式。