一、變頻電量變送器概述

變頻電量變送器是指將變頻電量轉(zhuǎn)換成方便二次設備使用的、遵循一定標準的、并包含一次變頻電量全部有用信息的模擬信號或數(shù)字編碼信號的裝置。

變頻電量是指用于傳輸功率的，并且滿足下述條件之一的交流電量：

◆信號頻譜僅包含一種頻率成分，而頻率不局限于工頻的交流電信號；

◆信號頻譜包含兩種或更多的被關(guān)注的頻率成分的電信號。

變頻電量包括電壓、電流以及電壓電流引出的有功功率、無功功率、視在功率、有功電能、無功電能等。按照測量目的和測量對象的不同，變頻電量變送器可以分為：變頻電壓變送器、變頻電流變送器和變頻功率變送器。

二、常見變頻電量變送器

1、霍爾電流傳感器

霍爾電流傳感器基于霍爾效應原理，按照技術(shù)實現(xiàn)手段的不同，分為開環(huán)式霍爾電流傳感器和閉環(huán)式霍爾電流傳感器。相比電流互感器而言，一般而言，閉環(huán)式霍爾電流傳感器精度較高，頻帶較寬?；魻栯娏鱾鞲衅髦饕薪恢绷鲀捎?、無磁飽和、無鐵磁諧振、帶寬較高等優(yōu)點。

霍爾電流傳感器的精度一般可達0.1或0.2級。帶寬可達100kHz以上?；魻栯娏鱾鞲衅魇菓米顝V的變頻電量變送器。

2、霍爾電壓傳感器

霍爾電壓傳感器由測量微小電流（一般為毫安級）的霍爾電流傳感器和串聯(lián)電阻構(gòu)成，由于電流小，為了產(chǎn)生足夠的磁靈敏度，原邊匝數(shù)多，電感較大，帶寬較窄，精度較低。

霍爾電壓傳感器通常帶寬低于15kHz，電壓越高，帶寬越窄。

一般而言，1000V以下的電壓測量，大多采用儀器直接測量。同時，受隔離電壓等的限制，目前霍爾電壓傳感器可測量的最高電壓大約為6kV。因此，變頻電量測量中，霍爾電壓傳感器主要用于測量1kV～6kV的變頻電量。該類傳感器精度一般在0.5級～1級之間。帶寬一般低于5kHz。

3、羅哥夫斯基線圈

羅哥夫斯基線圈也稱羅柯夫斯基線圈、羅氏線圈或空心線圈，由非導磁骨架和線圈構(gòu)成，依據(jù)骨架為剛性或柔性分為剛性探頭和柔性探頭。羅氏線圈帶寬可做到1MHz以上，高頻信號精度較高，低頻信號精度較低。目前工頻端精度可達0.2級，主要用于高頻大電流測量。

4、電阻分壓器

電阻分壓器是理論上線性度最好，頻率特性最好的變頻電量變送器，但是，受環(huán)境分布電容及本身電感的影響，高壓分壓器的帶寬相對較窄，如何提高高壓分壓器的帶寬，是高電壓測量技術(shù)的一個重要研究課題和難點。作為變頻電量變送器，其最大的缺點一次二次之間沒有電氣隔離，對于不接地系統(tǒng)而言，需要考慮其安全測量問題。

5、無感分流器

無感分流器本質(zhì)上就是一個低值電阻，無感分流器可以用于變頻電量測量，其原理就是電流通過電阻產(chǎn)生電壓的歐姆定理，原理簡單，溯源容易。用于交流電測量時，為了減小電感的影響，通常采用特殊工藝將其電感限制到很小的量值。就目前技術(shù)而言，在100A以內(nèi)，無感分流器可以做到非常優(yōu)良的性能，無感分流器是100A以下交流電流溯源的主要基準之一。也是目前各類變頻電量分析儀電流采樣的主要方案。

作為變頻電量變送器，無感分流器與電阻分壓器一樣，對于不接地系統(tǒng)而言，需要考慮其安全測量問題。

6、AnyWay變頻電量變送器

AnyWay變頻電量變送器是湖南銀河電氣有限公司和國防科技大學聯(lián)合研制的新型變頻電量變送器，是一種電壓、電流組合式的電子式互感器。AnyWay變頻電量變送器包括適用高電壓、大電流變頻電量測量的SP系列變頻功率傳感器和適用低電壓（1kV及以下）、小電流（128A及以下）變頻電量測量的DT系列數(shù)字變送器。其A型產(chǎn)品電壓、電流基本精度可達0.05級，而功率基本精度可達0.1級。目前變頻電量國家計量基準采用特殊定制的AnyWay變頻功率傳感器。

三、變頻電量變送器應用領(lǐng)域

變頻空調(diào)、變頻冰箱等等，是大家最熟悉的與變頻電量相關(guān)的電器了。事實上，變頻電量已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹拿恳粋€角落，只是我們尚未警覺而已。

1、工業(yè)節(jié)能

風機、水泵的變頻調(diào)速，是變頻器是早期最主要的、也是最大的應用領(lǐng)域。我們每天用的自來水，就是自來水公司采用變頻恒壓供水系統(tǒng)供給的，變頻恒壓供水不但能夠節(jié)能，還可實現(xiàn)水壓的恒定，提高供水質(zhì)量。

2、電力

至今為止，電力涉及的主要是50Hz工頻電，不算是變頻電量。然而，大量非線性設備的使用，給電網(wǎng)帶來了嚴重的污染，傳統(tǒng)的工頻互感器不能準確測量高次諧波電流，因此，對電網(wǎng)諧波的研究屬于變頻電量范疇。

電力電子技術(shù)的發(fā)展，加速了直流輸電技術(shù)的發(fā)展，直流輸電中的整流和逆變過程均涉及變頻電量。

3、軍事

艦船電力推進、裝甲電力牽引，軍用陀螺儀等，均涉及變頻電機和變頻器，其研究離不開變頻電量變送器。

4、家電

大家最熟悉的變頻家電可能是變頻空調(diào)了，實際上，除了變頻空調(diào)和變頻家電之外，更早進入家庭的應該是至今仍不起眼的熒光燈用的電子鎮(zhèn)流器。熒光燈用的電子鎮(zhèn)流器原理上相當于一個微型的輸出高頻交流電的變頻器，具有體積小，節(jié)能，壽命長，光源無閃爍等優(yōu)點，然而，其開關(guān)電源會產(chǎn)生較大的電流諧波，大量該類設備的應用會嚴重污染電網(wǎng)，對該類設備的能量計量檢測和諧波評測，都需要變頻電量變送器。

5、數(shù)碼

筆記本電腦、手機、MP3、數(shù)碼相機等等數(shù)碼產(chǎn)品的充電器，電源適配器大多采用開關(guān)電源技術(shù)，內(nèi)部原理與變頻器大同小異，具有體積小，重量輕，效率高，發(fā)熱小等諸多優(yōu)點，與熒光燈用的電子鎮(zhèn)流器一樣，大量電源適配器的應用，成了重要的諧波污染源。從2007十月開始, 對銷往歐盟符合CE(LVD)的家電產(chǎn)品, 需強迫進行相關(guān)諧波評測。功率較大的裝置諧波評測一般需要采用變頻電量變送器，而功率較小的可直接采用變頻電量分析儀。

6、交通

高鐵、動車、地鐵、城軌等無一例外都往電力牽引方向發(fā)展，節(jié)能減排的政策驅(qū)使下，電動汽車行業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，電力牽引的主流就是采用變頻調(diào)速，變頻電量變送器是該類系統(tǒng)傳動部分檢試驗及能效計量檢測必不可少的基礎測量裝置。

7、新能源

風力發(fā)電、光伏、燃料電池等新能源發(fā)出電能的并網(wǎng)，需要采用變流器或逆變器，新能源發(fā)電能效及發(fā)電質(zhì)量的評價，離不開變頻電量變送器。

就算說，現(xiàn)在已經(jīng)進入變頻電量時代，也不為過。科學從測量開始，人類要認識變頻電量，研究變頻電量，用好變頻電量，都需要對變頻電量進行測量。而變頻電量變送器正是人類全面認知變頻電量所必不可少的基礎測量裝置。

審核編輯 黃宇