如何用電能質(zhì)量分析儀測量變頻器 (FC)輸出（實(shí)測案例）

1. 背景/任務(wù)

如今，變速驅(qū)動(dòng)器（VSD）的電動(dòng)機(jī)大多由電子變頻器供電。出于各種各樣的原因，需要在這些設(shè)備上進(jìn)行電氣參數(shù)的測量。變頻器（FC）電源輸入端的功率和能量測量通常對(duì)普通的電能分析儀來說不是問題，但當(dāng)這些參數(shù)應(yīng)在輸出側(cè)測量時(shí)，它們中的大多數(shù)都會(huì)失效。打開MAVOWATT 2XX / HDPQ系列電能質(zhì)量分析儀中的抗混疊濾波器時(shí)，便可以直接在變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)上獲得可行的結(jié)果。

2. 限制條件

旋轉(zhuǎn)磁場頻率范圍：大約15 … 100 Hz

開關(guān)（斬波器）頻率范圍：大約6 … 16 kHz。 (通常用于電機(jī) < 大約50 kW)

3. 所需設(shè)備

• MAVOWATT 230, 240, 270 / HDPQ VISA PLUS, GUIDE PLUS, XPLORER PLUS 三相能量和電能質(zhì)量分析儀標(biāo)準(zhǔn)配件（帶鱷魚夾的測量電纜、電源組）

• 柔性交流電流探頭3個(gè)DRANFLEX/METRAFLEX 300MXBL或1個(gè)DRANFLEX/METRAFLEX 3003MXBL

注：由于在30Hz以下的頻率下精度低，通常不能使用傳統(tǒng)的電流互感器。

4. 設(shè)置

• 打開抗混疊濾波器（Set Anti-Aliasing）為ON。

• 在標(biāo)稱和頻率（ Nominal (values) &Frequency）的設(shè)置頁面中選擇高級(jí)頻率跟蹤（Advanced Frequency Tracking） 為快速（Fast）[1]。可以為同步通道（Sync Channel）[2] 選擇通道A電壓（Channel A Volts） 或通道A電流（Channel A Amps）。對(duì)于變頻器的輸出測量，一般選擇電流為同步信號(hào)。

• 在變頻器輸出端進(jìn)行的測量通常涉及在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)（幾分鐘或幾小時(shí)）進(jìn)行功率測量，而不會(huì)檢測到電壓驟降 、中斷等。這種情況下，選擇持續(xù)數(shù)據(jù)記錄（短間隔）（Continuous Data Logging） 是監(jiān)測模式（Monitor Mode）的合適設(shè)置。選擇此模式[1]，然后點(diǎn)擊下?（NEXT）[2]。

5. 實(shí)測分析

• 圖1顯示了斬波器頻率為6kHz、旋轉(zhuǎn)頻率為25.11Hz時(shí)未濾波（抗混疊Anti-Aliasing=OFF）輸出電壓和電流的波形。 顯示的183.5 V電壓有效值不正確 （過高）。

• 圖2顯示了被濾波的相同信號(hào)的波形（抗混疊Anti-Aliasing=ON）。 在6kHz時(shí)，濾波器還沒有效，因此電壓波形上仍然可以看到一些“噪聲"。 但是顯示的電壓有效值123.0Vrms已經(jīng)接近正確值120V。

• 圖3顯示了相應(yīng)的實(shí)時(shí)電壓&電流 （Volts & Amps）測量值。

• 圖4顯示了相應(yīng)的實(shí)時(shí)功率 （POWER）測量值。

• 圖5顯示了斬波器頻率為10kHz、旋轉(zhuǎn)頻率為25.11Hz時(shí)未濾波（抗混疊Anti-Aliasing=OFF）輸出電壓和電流的波形。 顯示的184.5 V電壓均方根值不正確 （過高）。

• 圖6顯示了被濾波的相同信號(hào)的波形（抗混疊Anti-Aliasing=ON）。 在10kHz時(shí)，顯示出的有效性，因此電壓波形看起來“純凈"。 顯示的電壓均方根值120.8Vrms現(xiàn)在是正確的。

• 圖7顯示了相應(yīng)的實(shí)時(shí)電壓&電流 （Volts & Amps）測量值。

• 圖8顯示了相應(yīng)的實(shí)時(shí)功率 （POWER）測量值。

6. 用戶范圍

變頻器、變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)或包含此類設(shè)備的機(jī)器 （泵、壓縮機(jī)、電梯、電動(dòng)汽?等）的制造商或服務(wù)?員。