【導(dǎo)讀】測試線纜在課本中通常被認(rèn)為是理想導(dǎo)體,但現(xiàn)實中如果忽略線纜的影響,往往會得到錯誤的測試結(jié)果。比如變頻器輸出電壓上的毛刺信號,可能就是線纜帶來的。
工程師在變頻器電機測試中偶然會發(fā)現(xiàn)電壓的PWM波形上出現(xiàn)毛刺信號,那么這個毛刺信號到底是不是變頻器的真實輸出情況?
理論上正常的變頻器輸出沒有毛刺信號,那么到底是功率分析儀測試不準(zhǔn),還是變頻器本身的問題呢?
經(jīng)過對比驗證測試發(fā)現(xiàn),功率分析儀和變頻器都沒有問題,問題出在了變頻器連接電機的線纜上。測試不同的取點位置,得到的結(jié)果竟然是不一樣的。
對比驗證
變頻器與電機間用1.5m導(dǎo)線連接,變頻器調(diào)制頻率為16kHz 。
1、將電壓測量點選擇在靠近變頻器輸出端,此時的電壓波形正常,比較干凈無毛刺,是正常狀態(tài)。
圖1 變頻器輸出端測試圖
圖2 變頻器輸出端測試放大圖
2、將電壓測量點選擇在靠近電機側(cè),此時的電壓波形有毛刺,不符合正常預(yù)期情況。
圖3 電機輸入端測試圖
圖4 電機輸入端測試放大圖
通過以上對比發(fā)現(xiàn),線纜上不同的取點位置測量得到的波形有較大差別,基本可以確認(rèn)是線纜原因。
原因分析
實測1.5m的導(dǎo)線電感量為1.4μH。變頻器是一個低阻抗的源,輸出端的過電壓會被內(nèi)部的直流母線鉗位,因此波形穩(wěn)定毛刺很少。而加載到電機的PWM波形邊沿很陡高頻成分豐富,電機是感性負(fù)載本身有反電動勢,當(dāng)連接導(dǎo)線較長時導(dǎo)線感抗阻礙了變頻器吸收過電壓,電機輸入端的電壓產(chǎn)生過沖,就會看到波形有很多毛刺。
應(yīng)對辦法
分兩種情況:
● 關(guān)注變頻器輸出功率時,測量點選在變頻器側(cè),排除線纜帶來的影響和損耗。此時關(guān)注點是變頻器;
● 關(guān)注電機的轉(zhuǎn)換效率時,效率=Pm/P電機輸入,測量點選在電機輸入側(cè),此時主要關(guān)注點是電機。
測試方案
變頻器電機整體測試主要關(guān)注變頻器的輸入輸出功率、效率,電機的輸入功率、機械功率、效率;PA5000H功率分析儀擁有0.05%的高精度,最多7張板卡自由搭配電機卡,以及強大的綜合分析功能。1臺功率分析儀即可完成變頻器電機整個系統(tǒng)的參數(shù)測量分析。
圖5 PA5000H功率分析儀
來源:ZLG致遠電子
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