其测量对象变频电量定义如下：

1、信号频谱仅包含一种频率成分，而频率不局限于工频的交流电信号。

2、信号频谱包含两种或更多的被关注的频率成分的电信号。

变频电量包括电压、电流以及电压电流引出的有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功电能等。

其主要特征包括：

1、幅值变化范围大，可以从几伏变化到几万伏，从几安变化到几千安。

2、基波频率变化范围宽，基波频率可以从0.1Hz甚至更低变化到400Hz甚至更高。

3、相位变化范围宽，功率因数可以在-1~1间任意变化。

4、往往是非正弦、高畸变，谐波含量丰富。

依据变频电量变送器的输出信号类型，可以分为模拟量输出变频电量变送器和数字量输出变频电量变送器。其中，模拟量输出变频电量变送器，依据输出电压或电流信号，又可以分为电压输出型变频电量变送器和电流输出型变频电量变送器。

依据被测信号类型，可以分为变频电压变送器、变频电流变送器和变频功率变送器。其中，变频功率变送器被测量通常包含一路电压信号和一路电流信号，输出信息包含：电压、电流、功率、频率、功率因数、谐波等等。

图中所示为变频电量变送器的通用框图，依据所采用的技术，图中列出的所有部件并非均不可缺少。图中的变送器测量一路电压和一路电流信号，通常，该电压和电流信号的乘积为被测回路的功率。本标准规定的变频电量变送器可以是如图中所示的测量一路电压、电流及对应功率的变频功率变送器，或测量单路或多路电压的变频电压变送器，或测量单路或多路电流的变频电流变送器。

变频电量是指用于传输功率的，并且满足下述条件之一的交流电量：

信号频谱仅包含一种频率成分，而频率不局限于工频的交流电信号。

信号频谱包含两种或更多的被关注的频率成分的电信号。

变频电量包括电压、电流、谐波以及电压电流引出的有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功电能等。

此处列出部分分析方法供参考：

右图为两电平变频器的输出信号波形：

两电平变频器的输出电流波形及电压波形

电流波形接近正弦波，电压波形为PWM波，图中较高的毛刺为过冲电压，缩短电缆，增加dv/dt滤波器等可以降低或消除过冲电压。

PWM波低次谐波含量较少，谐波主要集中在载波频率整数倍附近。

变频器的基波频率记为fs；变频器的载波频率记为fc；

那么，N=fc/fs就是载波频率比。

对于SPWM调制的三相变频器中，当N为整数时，不含N-2次以下的谐波。

假设fs=50z，fc=2kHz，则N=40，变频器输出不含38次以下的谐波。

且谐波频率为kfc±mfs，其中ks=1,2,3,4,5,6,7....k1=1,2,4,5,7...

一般而言，变频器的负载是电机，电机为感性负载，可以较好的抑制高次谐波，因此，理论上，变频器的载波频率比越高，变频器的输出电流的谐波含量越少。

变频功率传感器通过对输入的电压、电流信号进行交流采样，再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输入二次仪表相连，数字量输入二次仪表对电压、电流的采样值进行运算，可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。

首先，变频功率传感器适用于工频电量测量和计量。

其次，变频功率传感器适用于带宽范围内的任意电参量的测量和计量。广泛应用于电力推进、电机、风机、水泵、风力发电、轨道交通、电动汽车、变频器、特种变压器、荧光灯、LED照明等领域的产品检试验、能效评测及电能质量分析。

分析仪概述

分析仪主要特点

• 该仪器/系统由数字量输出的变频电量变送器和数字量输入的二次仪表构成，两者通过光纤连接。完全避免了复杂电磁环境下传输环节的衰减和干扰。

• 采用电机、变频器、变压器、节能灯具等电器产品的各种试验工况下实测最低准确度指标作为标称准确度指标。

• 根据电压、电流的量程从1mV~20kV，100uA~7000A，变频电量变送器有100多种规格型号可供选择，对于高压、大电流测量，既可采用低电压、小电流的变送器与外部传感器配套使用，也可直接采用高电压、大电流的变频电量变送器直接测量，减少中间环节，提高系统测量准确度。

• 每台分析仪可配置1~6个功率单元（变频电量变送器），对于更多功率单元的测试项目，可采用多台分析仪级联，在同步光纤的控制下，实现多台分析仪之间的准确同步测量。

分析仪技术指标

项目 技术指标 条件

带宽 100kHz

最高采样频率 250kHz

电压测量精度 0.2%rd 幅值：0.75%~150%UN

基波频率：DC，0.1Hz~400Hz

电流测量精度 0.2%rd 幅值：1%~200%IN

基波频率：0.1Hz~400Hz

功率测量精度 0.5%rd 功率因数：0.2~1

基波频率：0.1Hz~400Hz

1%rd 功率因数：0.05~0.2

基波频率：0.1Hz~400Hz

频率测量精度 0.02%rd 0.1Hz~400Hz

电压过载时间 10分钟 U<1.5UN

电流过载时间 3分钟 I<2IN

隔离电压 2UN 1kV 50Hz，1min

假设SPWM波的载波频率为fc，基波频率为fs，fc/fs称为载波比N，对于三相变频器，当N为3的整数倍时，输出不含3次谐波及3的整数倍谐波。且谐波集中载波频率整数倍附近，即谐波次数为：kfc±mfs，k和m为整数。

随着谐波频率的升高，谐波幅值整体呈现下降趋势，按照GB/T22670变频器供电三相笼型感应电动机试验方法的规定，变频电量变送器的带宽应该在载波频率的6倍以上，当载波频率为3kHz时，带宽至少为18kHz，实际使用建议采用30kHz以上带宽的变频功率传感器及变频功率分析仪。

实际的SPWM波，其载波比不一定为整数，此时，为了降低频谱泄露，可适当增加傅里叶窗口长度，对多个基波周期的PWM进行傅里叶变换（FFT或DFT）。