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成功案例

ScopeMeter福祿克示波表對變頻驅(qū)動系統(tǒng)的準確測量

    當交流電機和一個脈寬調(diào)制變頻器一起被用作變速電動機時,設計Vpwm是為了測量交流電機的有效電壓的。  

 

這種類型的驅(qū)動器首先從交流源產(chǎn)生一個直流電壓,被稱為直流鏈電壓。對于一個3相系統(tǒng)來說,這通常是利用一個六脈動整流來實現(xiàn)的。

從直流鏈電壓,利用電力電子,利用脈寬調(diào)制來切換直流鏈電壓,可以創(chuàng)建一個三相電源系統(tǒng)。例如,在現(xiàn)在的驅(qū)動器中,利用IGBT在數(shù)毫秒內(nèi)將電壓開關數(shù)百次。利用電力電子來創(chuàng)建可調(diào)頻率的3相主電壓的原理是非常好的。然而輸出電壓并不是正弦波,而是一個具有恒幅值的斬波波形。這種電壓被送給電機,電機是一個大的感性負載,主要對電源電壓的低頻部分做出相應。由于電機的大感性特性的低通濾波效應,電流波形的形狀看起來非常像一個正弦波,具有少量的高頻成分。

對于系統(tǒng)設計者和檢修員,能夠測量電機實際接收到的電壓,檢查電機的Volt/Hz比是否超出范圍是非常重要的。如果長時間的超出馬達的標稱Volt/Hz值(例如電機在高頻、低俗下運轉),電機將會發(fā)熱,并損壞。

福祿克系列示波表通過計算基頻的整數(shù)個周期內(nèi)的平均電壓的有效值,測量Vpwm。下圖所示的是在信號中存在高頻成分是的情景。諧波(紅色和綠色)和基波(藍色)相迭加,構成了一個新的信號(紫色)。

上圖還顯示了分量是怎樣迭加到平均值的。信號的平均值(紫**域)是基波(藍色)和1次諧波的1/3th5次諧波的1/5th的和。由于周期既有正值又有負值,所以更高的諧波,如3次諧波,只占平均值的小部分。

    諧波的次數(shù)越高,對平均值的貢獻則越小。這和感性的電機只對低頻成分具有相應相當。請注意:例子只顯示個1/2周期,但是由于使用的是值(就像平均響應萬用表對交流信號使用整流器),所以對基波的整個周期也是適用的。這個平均值乘以1.11代表的是有效值(rms)。對于正弦信號,真有效值是平均值的1.11倍。

 

Vpwm功能的重要部分是福祿克示波表的“即觸即測”觸發(fā)功能,它使得檢測驅(qū)動器輸出信號的基頻和測量基頻的整數(shù)個周期成為可能。如果在信號的“隨機”部分進行測量,將導致非常大的誤差。按以下公式進行捕獲:

    福祿克示波表可以同時測量真有效值VrmsVpwm,在下圖中,你可以清楚的看到,如果僅測量rms電壓,將非常容易導致差值和錯誤的結論。