如何保障SP系列变频功率传感器电压电流的同时采样,同步测量?

一、关于同时采样

同一台传感器的电压和电流通道在同一采样时钟控制下进行采样，确保了电压和电流采样的同时性。

每台SP系列变频功率传感器具有两根光纤，其中一根用于上传采样数据，一根用于接收来自分析仪（或数字主机）的控制信息，采样时钟就包含在这些控制信息中，连接在同一分析仪上的所有传感器的采样时钟信息均来自分析仪内部的采样时钟控制电路，因此，即便是不同的传感器，也能实现所有电压、电流通道的同时采样。其前提是电压电流信号经过电压传感器和电流传感器时，相移可以忽略不计或延时为固定且相等的延时。一般而言，如果不是人为设计延时电路，只要传感器的带宽足够宽，电压传感器和电流传感器的相移可以忽略不计。

二、关于同步测量

同步测量，是指采样周期与信号周期（基波周期）应保持同步。有下述三点要求：

1.为了对信号进行准确的傅里叶变换，要求一个信号周期包含整数个采样周期。

2.对于采用FFT（快速傅里叶变换）的分析仪而言，还要求一个信号周期包含2的N次幂个采样周期。

3.每个通道参与傅里叶变换的数据应该对应整数个采样周期，并且数据的起始点和结束点相同。

对于第一点要求，当采样周期远远小于信号周期，也就是采样频率远远高于信号频率时，整数倍的影响可以忽略。

对于第二点要求，若采用FFT变换，为了保持2的N次幂倍，采样频率必须根据基波频率进行变化，在采样前应当准确的知道基波频率。这一点，实际上是不可能的，因此，采用FFT变换的分析仪，实际上是将上一个信号周期应该采取的采样频率应用于下一个信号周期。

对于第三点要求，实际上也就是同步源的选择问题。对于同一个系统，比如说一台三相或多相电机，电压和电流的基波频率时完全相同的，因此，只要知道某一电压或电流通道的基波频率，而其它电压或电流通道均以该通道为参考。这个通道，一般称为同步源。

银河电气WP4000变频功率分析仪采用DFT（离散傅里叶变换），无需受第二点要求的限制，且采样频率为250kHz，远远高于信号频率，也无需受第一点的限制。

关于同步源的选择问题，WP4000变频功率分析仪与大部分进口高精度功率分析仪不同。

1.WP4000变频功率分析仪具有自动选择同步源的功能，所有传感器的所有电压和电流通道同时测量各自的信号频率，分析仪在所有测量成功的通道中选择一个频率最稳定的通道作为同步源。

2.大多数进口高精度功率分析仪的默认同步源为电流通道，其依据是电流通道谐波含量较小，可以测量出较稳定的频率。WP4000变频功率分析仪的默认同步源为电压通道，这是因为银河电气考虑到目前大多数变频器为电压型变频器，电压型变频器输出可能没有电流，但是，只要有电流，就一定有电压，反之则不一定成立。这样，可以确保在变频器空载时，也能获取同步源。

审核编辑 黄宇