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千萬不要隨便測試變頻器輸出電壓!

發布時間:2022-04-22

按一般觀點認為,變頻器輸出電壓為380伏,直接實施測量應該沒有問題,可實際上,大部分萬用表測試變頻器輸出電壓時,不能得到正確讀數,某些情況下萬用表可能直接燒毀。


例如,本人于2014年測試一臺驅動30千瓦水泵的ABB 變頻器就出現了問題。該變頻器沒有輸入和輸出濾波器,變頻器安裝在控制室內,經過20米長的電纜鏈接水泵。使用國產9025 普通萬用表在700伏檔測試三相對地電壓,結果萬用表讀數超載,顯示為1,過一會后,萬用表的量程盤就出現擊穿。  為測試故障原因,使用耐壓為2500伏的高壓探頭,用示波器測試波形,發現水泵3個端子的對地電壓峰值均超過2000伏,故萬用表擊穿就很容易理解。


后用美國品牌的具有真有效值功能的歐米茄萬用表測試,得到水泵端子的電壓有效值正常。當前,很多品牌的萬用表已經有低通濾波器功能,也聲明可測試真有效值,但是,這些萬用表的**交流量程只有700伏,測試安全照樣不能保證。某些進口品牌的萬用表,已經過8000伏超壓測試,可以保證測試安全,但這些萬用表的價格都在幾千元以上,價格昂貴。


如變頻器已經安裝輸出正弦波濾波器或 DV/DT 濾波器,則負載端電壓基本不會異常上升,用萬用表測試安全性**提高。因為濾波器價格高,占地面積大,絕大部分變頻器沒有安裝。


**總結

1、通常我們說的變頻器輸出380V、50Hz,是指其基波(正弦波)為380V、50Hz。變頻器實際輸出波形為PWM波,除了基波外,還包含載波信號。載波信號頻率要比基波高得多,且是方波信號,包含大量的高次諧波。


2、普通萬用表一般只能測量45~66Hz或45~440Hz的交流正弦波。部分真有效值萬用表的測量頻率范圍要寬得多,許多人認為可以用于變頻測量、測試。其實不然,因為這種表測量結果把基波和載波都包含進去了。比如上述變頻器,380V輸出時,測量結果一般在400V以上。


3、用于變頻測試的儀表應具備在各種PWM波形中分解出其基波的能力,嚴格測量需采用數字信號處理的方式,也就是高速采樣得到樣本序列,再對樣本序列進行離散傅里葉變換,得到基波有幅值、相位及各次諧波的幅值和相位。


4、也有一種思路認為校準平均值可以替代變頻器輸出PWM信號中的基波成分的有效值。準平均值(MEAN)在理論上等于正弦波的真有效值,等于正弦調制PWM波形的基波有效值,且實現簡單;因此,MEAN在許多儀器儀表中用于替代正諧波的有效值(RMS)或PWM的基波有效值(H01)的測量。但是,近年來,變頻調速技術日新月異,非正弦調制PWM的應用越來越多,而且,變頻器用戶通常并不了解自己的變頻器采用何種調制模式,MEAN值在PWM測量中局限性越來越大

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