使用非线性负载检定交流供电电源浅析

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1、2013年4月宇航计测技术Apr．，2013第33卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01．33，No．2文章编号：1000—7202(2013)02—0064—03中图分类号：TM933．13文献标识码：A使用非线性负载检定交流供电电源浅析闵忠孙毅杨峰黄斌梁瑞民(四川航天计量测试研究所，成都610100)摘要阐述了使用线性负载校准交流供电电源时，存在不能校准电源非线性特征和功率因数的问题，因而提出了采用非线性负载校准方法，通过两种非线性负载的设计原理的分析与大量实验论证，得出二极管整流非线性负载模型能很好地

2、解决此问题。关键词交流电源非线性负载非线性特征功率因数AnalysisofCalibratingACPowerSupplybyNonlinearLoadMINZhongSUNYiYANGFengHUANGBinLIANGRui—min(SiehuanAerospaceMeasurement＆TestResearchInstitute，Chengdu610100)AbstractUsinglinearloadforcalibratingACpowersupply，cannotthesupplypowerfactorandnon—linearcharacteristics

3、cannotbecalibrated．Thenusingnonlinearcalibrationmethodisput，andtwokindsofnonlinearloaddesignprincipleareintroduced，thedioderectifiernonlinearloadmodeliselaborated．KeywordsACpowersupplyNonlinearloadNonlinearcharacteristicsPowerfactor1引言常见的交流供电电源有交流稳压电源和UPS电源，广泛应用在军工、电力、邮电、石化、机房、银行等各行业的重要

4、设备前端，如电子计算机、精密机床、精密仪器和试验装置等，交流稳压电源可提供稳定的交流电压，UPS电源还可提供源断电续能和抑制电网谐波干扰、电压瞬间跌落、高压浪涌、电磁干扰等电力污染的作用。尤其在军工企事业单位中，各种精密测量设备、地面发控设备、精密加工设备以及发射装置等重要场合，均采用交流供电电源，而这些设备大多为整流设备，属于典型的非线性负载。因此，在交流电源、UPS电源的检定规程(如：IEC62040，GB7260)中明确规定了测试中使用非线性负载，并推荐了基准非线性负载的组成和参数。目前，由于条件所限以及其他因素，在对交流供电电源的校准中仍普遍使用线性负载，甚至

5、纯阻性负载，收稿日期：2013—02—2作者简介：闵忠(1978一)，男，工程师，主要研究方向：电学计量技术。不能实现对交流供电电源非线性特征和功率因数的校准，因此，本文总结了在日常检定交流电源中积累的一点经验，参考了前人的研究成果，提出采用非线性负载校准的方法，并介绍了两种非线性负载的设计原理，重点阐述了二极管整流非线性负载模型。2使用线性负载校准交流供电电源存在的问题根据相关标准，负载分为线性负载和非线性负载。线性负载定义为：当施加可变正弦电压时，其负载阻抗参数(z)恒定为常数的那种负载。非线性负载定义为：负载阻抗参数(z)不为恒定常数，它随诸如电压或时间等其它参

6、数的变化而变化。目前，常用的负载一般有直流负载和交流负载，直流负载用于对直流电源的校准，交流负载用于对交流稳压电源和UPS电源的校准，两种负载均属于第2期使用非线性负载检定交流供电电源浅析·65·线性负载的范畴。由于非线性负载的研究比较晚，不能市购到非线性负载，在校准具有功率因数指标的交流供电电源时，普遍采用阻性负载进行校准(如大功率电阻等)，无法对交流供电电源的非线性特征和功率因数指标进行有针对性的校准，导致在这种条件下校准合格的电源仍有可能在大量非线性负载的使用条件下出现电压畸变、意外断电等故障，使校准工作的覆盖性受到影响，不能保证校准的质量。如一台UPS电源，其

7、功率因数指标为0．8，输出功率为3kVA，在使用线性负载校准时，由于只能在空载状态下校准其功率因数指标，判定其输出功率是否符合要求时，依据有功功率的计算方法，只要输出功率达到2．4kVA即符合要求。但在实际使用时，交流供电电源大量为非线性负载提供电能，从而出现不能正常工作的情况。笔者在使用线性负载校准一批同一厂家的相同型号UPS电源时，空载功率因数指标和输出功率均符合技术指标要求。该批电源共18台，在用于某型号地面测控系统的前端时，有2台在开机带载时发生异常报警及啸叫声。笔者使用示波器对2台电源的输出电压进行了监测，发现输出电压波形严重失真，如下图l