基于單片機電壓采樣的功率因數(shù)在線檢測

5.試驗及結(jié)果分析

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

圖 4 試驗電路示意圖圖中

S1為電源開關(guān)，S2為轉(zhuǎn)換開關(guān)，當 S2合在下邊位置時可得到功率因數(shù)表直接讀數(shù);當 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,試驗結(jié)果與計算值如表 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。白熾燈為純電阻負載，而電風(fēng)扇為電感性負載，試驗表明該功率因數(shù)測量電路具有較好通用性，既適用于電阻性負載也適用于感性負載。

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用價值，因在實際中電壓表比功率因數(shù)表更為常見，當手頭沒有功率因數(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)計算也可得到負載的功率因數(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?shù)碾妷簽橐?，通過試驗我們認為該電壓調(diào)到 10V左右即可，這樣既能滿足測量要求，又不至于對負載造成太大影響。

本文作者創(chuàng)新點：通過對被測電路電壓采樣，并經(jīng)過計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。