横河功率分析仪的校准平均值真的可以替代基波有效值吗？
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- 发布时间：2014/3/7 10:15:25
- 作者：银河电气
问题：
横河功率分析仪技术资料中“变频器电压测量讨论”中，提到了有一种比FFT变换更合适的适用变频器电压基波有效值测量的方法。
在变频器电压测量中，平均整流有效值真的可以替代基波有效值吗？
解答：
一MEAN值的含义
MEAN值也称校准平均值或修正平均值，这里的平均值指绝对值的平均值，在测量中可将交流电压、电流整流后通过积分器获取。所谓校准是指当被测量为标准正弦波时，将上述平均值乘以一个系数，使其等于正弦波的有效值。
二MEAN值是传统交流测量方法
值得一提的是，横河功率分析仪技术资料中提到的MEAN值测量方法，并非横河功率分析仪特有，更不是横河发明的。如果换一个说法，您或许更熟悉，那就是均值检波法。
三MEAN值的合理性
横河功率分析仪技术资料中说到的FFT算法不实用有一定的道理。
第一，实际测量中，被测信号的基波频率随时会发生变化，FFT算法要求采样频率为基波频率的2的N次幂倍，这是很难做到的。为了解决这个问题，我们可以用没有2的N次幂倍的要求的DFT算法。虽然DFT算法的运算速度远远低于FFT算法，但是，在计算机技术高速发展的今天，这已经不是问题。
第二，不论是FFT还是DFT，严格讲都只适用于周期信号，对于非周期变化的，且变化较快的信号，采用MEAN值法确实更为有效。
四变频器电压测量中MEAN值的局限性
从MEAN值的定义中，可以看出，MEAN值可以用于替代标准正弦波的有效值的测量。由于标准正弦波不含谐波，其有效值也等于其基波分量的有效值（简称基波有效值）。
在变频器电压测量中，MEAN值有另外的含义，MEAN值不再等于被测电压的有效值，但是，特定条件下，MEAN值等于被测电压的基波有效值。
所谓特定条件，是指资料中所说的疑似正弦波为正弦调制的PWM波（SPWM），且载波比足够大时。
在且仅在上述两种情况下（理论上还可以构建一些特殊波形，使其基波有效值等于MEAN值，但是实际测量中基本遇不到），MEAN值在数值上等于被测信号的基波有效值，测量中可以用于替代基波有效值。
早期的变频器多数采用正弦调制，现在的变频器的调制方式越来越多，用户往往不能确认其变频器是否采用正弦调制方式，MEAN值用于变频器电压测量的局限性越来越大。
MEAN值也不适用于畸变波形的测量，如：被谐波污染的电网电压，变频器输入电流，电机或变压器空载输入电流等等。
五结论
综上所述，横河功率分析仪所述的MEAN值在有一定的存在价值，但是，无论如何，当我们需要的是基波有效值的时候，直接测量基波有效值还是有必要的。当选购横河功率分析仪用于测量变频器输出电量时，建议购买其谐波测量选件（/G6选件）。
银河电气的WP4000
变频功率分析仪将基波有效值（h01）和MEAN值及RMS值都作为基本的、必备测量手段，仪器无需购买任何选件，即可实现上述所有测量方法。
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