电机功率测量方法

1 发射功率是无线电发射设备的主要技术指标，也是无线电管

理部门需要检测的技术指标之一。本文主要介绍几种发射功率的

测量方法。

功率测量的基本知识

１．１　功率测量的理论分析

在直流和低频时，电压的测量是简单和直接的。功率可以直

接通过计算获得，Ｐ＝Ｖ＊Ｉ，由欧姆定律可知Ｖ＝Ｉ＊Ｒ，通过代换Ｖ

或Ｉ，可得Ｐ＝Ｖ＊Ｉ　＝Ｉ２Ｒ＝　Ｖ２／Ｒ，只要知道Ｖ、Ｉ、Ｒ中任两个

变量的值就可计算出功率值。

但在高频时，根据传输线原理可知，电压和电流可能随传输

线的位置改变，如图１所示。 但功率是不变的，因此在射频和微波频率，大多数应用都采

用直接功率测量，因为电压和电流测量已变得不现实。

１．２　功率单位

功率的国际标准单位是瓦特（Ｗ），但在无线电通信领域，我图

１　高频电压随传输线位置改变52 中国无线电2005/92们常用的单位是分贝毫瓦ｄＢｍ　。定义如下：

ＰｄＢｍ＝１０Ｌｇ（Ｐ／Ｐ０）

式中，Ｐ是以毫瓦为单位的功率值；Ｐ０为１　ｍＷ的参考功率。

由上式可知：０　ｄＢｍ是１　ｍＷ。根据对数基本性质，可得到

一个简单导则是每３　ｄＢｍ功率加倍，每－３　ｄＢｍ功率减半。每

１０　ｄＢｍ为１０倍，每－１０　ｄＢｍ为１／１０。例如＋２９　ｄＢｍ是多少？

２９　ｄＢｍ＝（１０＋１０＋３＋３＋３）ｄＢｍ＝（１０＊１０＊２＊２＊２）ｍＷ＝８００ｍＷ，

因此结果是８００　ｍＷ。

１．３　功率的几种常用基本形式

平均功率是指在正常工作情况下，发信机在调制中以与所

遇到的最低频率周期相比的足够长的时间间隔内，供给天线

馈线的平均功率。对于脉冲调制信号，则要在若干脉动重复

上平均信号。在所有功率测量中，平均功率是最常进行的测

量。峰功率是指最大瞬时功率。平均功率和峰功率的关系，如

图２所示。

对于射频脉冲信号，如果知道信号的占空比，就可从测量得

到的平均功率按下列公式确定峰功率。

Ｐｐｅａｋ　＝　Ｐａｖｇ／占空比

发射功率的测量方法

目前我站配备的测量功率的仪器有德国Ｒ＆Ｓ公司的ＣＭＳ５４

热电偶法

热电偶是由两种小同的金属材料组成的。如果把热电偶的热节点置于微波电磁场中，使之直接吸收微波功率，热节点的温度便上升，并由热电偶检测出温度差，该温差热电势便可作为微波功率的量度。用这种原理设计成的功率计称为热电偶式功率计。又因功率测量中热电偶是做成薄膜形式的，故又叫薄膜热电偶式功率计。

热电偶式功率计由两部分组成：一个用于能量转换的薄膜热电偶座，它将微波能量转化为电动势，另一个是高灵敏度的直流放大器，用来检测热电动势。

早期的薄膜热电偶式功率计的热电偶是用铋．锑金属薄膜制成的，这种热电偶的结构示意图如图2-8所示。图中所示的结构用于同轴功率座。热电偶的节点al和a2置于同轴传输线的高频电磁场，节点b2，b1，b3分别置于同轴线的内、外导体上，它的温度保持不变。当微波功率未输入时，热电堆节点之间没有温差，因而没有输出。当微波功率输入时，通过媒质基体的电容耦合，传输到铋-锑薄膜元件，由帕尔帖效应，在a1，a2节点的温度升高，这就与节点bl，b2，b3产生温差，由温差形成热电势，即贝克塞效应。由于这里的热电堆是串联的，因此，总电势等于每对的和。由于热电偶元件可以制成极薄的片状，因此功率灵敏度较高，动态范围也很宽。

功率指示器是一个高灵敏度的直流放大器，图2-9所示为其原理图。热电偶产生的热电势经斩波器转换成交流电压，前置放大器提供了大约60dB的增益。交流信号放大后进入解调器。解调后的输出信号与功率座吸收的微波功率成正比。为了便于修正功率指示器读数，仪器的读数设有“校准系数开关”，改变其位置，就可以使直流放大器的增益随之变化，从而使指示器得到修正。

薄膜热电偶式功率计具有响应速度快，灵敏度高、动态范罔宽、噪声低和零点漂移小等突出优点，适用于多种场合下的功率测量。它的缺点是过载能力差。此外，由于它的寄

牛电抗大，要使这种同轴功率座工作到18GHz以上是很困难的。1973年出现了半导体薄膜热电偶式功率计，它的工作原理同传统的铋一锑薄膜热电偶式功率计相同，但在热偶材料和功率座的结构上做了大的改进。它是在一个0.76mm平方大小的硅片上集成了两个热电

简述无负荷测功的原理与方法

引言

无负荷测功是一种常用的功率测量方法，该方法能够在不给电机施加负荷的情况下对其功率进行准确测量。本文将介绍无负荷测功的原理和方法，并探讨其在实际应用中的优势和限制。

1. 无负荷测功的基本原理

无负荷测功是通过测量电机的电流和电压来计算功率的一种方法。当电机未受到外部负荷时，即处于无负荷状态下，电机的输出功率在理论上应该为零。因此，我们可以将电机的电流和电压作为功率测量的基本参数，进而计算其输出功率。

2. 无负荷测功的方法

2.1 电流测量方法

电流测量是无负荷测功的核心环节之一。常用的电流测量方法有两种，即电阻法和电压降法。

-电阻法：通过将一个已知电阻连接在电路中，根据欧姆定律计算电流值。

-电压降法：通过使用电压降传感器，测量电路中的电压降，从而计算电流值。

2.2 电压测量方法

电压的测量也是无负荷测功中的关键一步。常用的电压测量方法包括使用万用表、示波器等设备来直接测量电压值。

2.3 功率计算方法

无负荷测功的最终目标是计算电机的输出功率。根据电压测量和电流测量结果，我们可以使用以下公式计算功率：

$$ 功率=电压×电流

$$

3. 无负荷测功的优势

无负荷测功方法具有以下优势：

-不受外部负荷影响：无负荷测功不需要额外的负荷设备，节省了成本和时间，并且能够在电机正常运行过程中进行功率测量。

-简便快捷：无负荷测功方法使用简单，只需测量电流和电压并进行简单的计算即可得到功率值。

-精度高：通过合理的测量方法和设备选择，可以获得较高的功率测量精度。

4. 无负荷测功的限制

尽管无负荷测功具有许多优势，但也存在一些限制：

-无负荷测功方法只能测量电机的输出功率，无法测量输入功率和效率等参数。

-由于电机在无负荷状态下运行，可能引起振动和噪音等问题，需考虑安全性和环境影响。

总结

无负荷测功是一种简便、快捷且精度较高的功率测量方法。通过测量电流和电压，并利用基本的功率计算公式，可以准确测量电机的输出功率。然而，无负荷测功方法只能针对输出功率进行测量，并且需要注意安全和环境问题。在实际应用中，我们需要根据具体情况选择适合的测量方法和设备，以获得准确的功率测量结果。

选用的电机功率N=（Q/3600）*P/（1000*η）*K其中风量Q单位为m3/h，全压P单位为Pa，功率N单位为kW，η风机全压效率(按风机相关标准，全压效率不得低于0.7,实际估算效率可取小些,也可以取0.6,小风机取小值,大风机取大值)， K为电机容量系数,参见下表。

1、离心风机

功率KW 一般用 灰尘 高温

小于0.5 1.5 1.2 1.3

0.5-1 1.4 1-2

1.3 2-5 1.2

大于5 1.1-1.15

2、轴流风机：1.05-1.1，小功率取大值,大功率取小值

选用的电机功率N=（Q/3600）*P/（1000*η）*K

风机的功率P（KW）计算公式为P=Q*p/（3600*1000*η0* η1）

Q—风量，m3/h；

p—风机的全风压，Pa；

η0—风机的内效率，一般取0.75~0.85，小风机取低值、大风机取高值

η1—机械效率，1、风机与电机直联取1；2、联轴器联接取0.95~0.98；3、用三角皮带联接取0.9~0.95；4、用平皮带传动取0.85

如何计算电机的电流：

I=（电机功率/电压）*c

功率单位为KW

电压单位：KV

C：0.76（功率因数0.85和功率效率0.9乘积）