一、定義

　　由電壓和電流的基波分量所決定的有功功率。數值上等于電壓基波分量有效值、電流基波分量有效值、電壓基波分量與電流基波分量的相位差的余弦三者的乘積。

二、計算

　　一個周期信號可以通過傅里葉變換分解為直流分量c0和不同頻率的正弦信號的線性疊加：

 　　

　　其中，cm表示m次諧波的幅值，其角頻率為mω，初始相位為φm，其有效值為c_m/√2。

　　當m=1時， 

　　為基波分量的表達式，其角頻率為ω，初始相位為φ1，其方均根值c1/√2稱為基波有效值。

　　ω/2π為基波分量的頻率，稱為基波頻率，基波分量的頻率等于交流信號的頻率。而m次諧波的頻率為基波頻率的整數倍（m倍）。

　　假設電壓的基波分量表達式為：，基波有效值為um；

　　假設電流的基波分量表達式為：，基波有效值為im。

　　那么，基波功率的瞬時表達式為：

　　

　　

　　

　　

　　基波功率一般指上述表達式在一個周期內的平均值。

　　顯然上述表達式中 ,在一個周期內的均值為零。

　　因此，基波功率為：。

三、功率的基本概念

　　1、有功功率----又叫平均功率。交流電的瞬時功率不是一個恒定值，功率在一個周期內的平均值叫做有功功率，它是指在電路中電阻部分所消耗的功率，以字母P表示，單位瓦特（w）。P= U* I*cosφ，即額定電壓乘額定電流再乘功率因數。

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　　2、視在功率----在具有電阻和電抗的電路內，電壓與電流的乘積叫做視在功率，用字母S來表示，單位為伏安(VA)。S=UI。

　　3、無功功率----在具有電感和電容的電路里，這些儲能元件在半周期的時間里把電源能量變成磁場（或電場）的能量存起來，在另半周期的時間里對已存的磁場（或電場）能量送還給電源。它們只是與電源進行能量交換，并沒有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的速率的振幅值叫做無功功率。用字母Q表示，單位為乏（Var）。Q= U* I*sinφ。

　　4、功率因數----在直流電路里，電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里，電壓乘電流是視在功率，而能起到做功的一部分功率（即有功功率）將小于視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數，以COSφ表示。COSφ=P/S。

　　基波功率因數（DPF）—基波有功功率與視在功率之比，即基波電流與基波電壓夾角的余弦（Cosφ）。

　　全功率因數（PF）—在計算時利用整個RMS值，即包括基波和所有諧波。如果存在諧波那么PF將小于DPF。

四、基波功率測量

　　如今，在節能環保的時代，基波功率的測量顯得尤為關鍵，選擇合適儀器作為測量設備尤為重要。譬如在變頻器供電的電機試驗臺；

　　變頻器的輸出的PWM電壓波形含有大量的高次諧波，而電動機轉矩主要依賴于基波電壓有效值（H01，即一次諧波）。因此，電機試驗需要測量的電壓值，以及變頻器上指示的電壓值都是指基波電壓有效值。目前，關于變頻電機的試驗標準較少，《IEC60349-2:2002電力牽引軌道機車車輛和公路車輛用旋轉電機-第2部分：電子變流器供電的交流電動機》中已明確指出：電壓測量采用基波有效值。

　　WP4000變頻功率分析儀在高速采樣基礎上，對采樣信號進行頻譜分析，實時運算被測信號的基波有效值（H01），該方式適用任意調制方式的PWM信號及其它任意正弦、非正弦信號的有效值測試。

基波功率測量儀器－WP4000變頻功率分析儀

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