变频器输出的测量方法2

1、 变频器输出电压的测量方法安徽机电职业技术学院 电机3121 汪毕成摘要 为了正确使用其自身以外的测量仪表对其进行检测，详细介绍了几种常用的磁电式、整流式、电磁式、电动式测量仪表。指出了它们的测量方法及应注意的问题。给出了变频器电压、电流的测量要点。关键词 变频器 测量 仪表 测量方法一、引言关于变频器的输出的电量检测，采用普通的电压电流表（包括数字和模拟型的）测量不准，这是普遍的。因为它们都是基于一种平均值的交流信号处理方法，在工频（50Hz附近）的交流非线性处理的计算读数是没有问题的。可是偏离了工频，比如25Hz以下，100Hz以上，它的处理计算就不准确了。测量变频器的输出电压还得用谐波表

2、。所谓谐波表，就是可以检测高次谐波的示波表，这种表能够进行电量检测。不要在变频器的输出端测量,要在电动机的端子测量，至少在电抗器的输出端再测量。实际测量时,变频器的面板显示210V时,变频器的输出端测量为49V左右；电抗器输出端测量239V左右；电动机端测量213V，与面板显示的误差不大。二、几种常用仪表的工作原理和适用范围1、磁电式仪表基本工作原理：利用永久磁铁磁场对动圈中被测电流产生的电磁力使动圈发生偏转，从而指示出被测电流的大小。由于永久磁铁磁场方向恒定，故磁电式仪表只能测量被测量中的直流成分。由于磁电式仪表具有刻度均匀、灵敏度高、抗外磁能力强和功耗小等优点，其应用范围很广。当用于电压测

3、量时，则需要先通过内部配置的电阻将被测电压转换成电流后再送入表头，并通过电压电流间的转换关系推算出被测电压的大小。（如下图1所示。）因此在测量原理上，电压电流的测量并没有区别，仪表的工作特性也完全相同，这一点对下面介绍的另外两种指针式仪表都是一样的。2、电磁式仪表基本工作原理：被测电流流过固定线圈而产生磁场，处于该磁场中的铁片被磁化后相互吸引或排斥，推动指针偏转从而达到指示被测电流大小的目的。（如下图2。）电磁式仪表的基本测量量是被测电流有效值的平方。该表针对50hz 的正弦交流量做了设计，所以它既能测量直流也能测量交流。虽然存在频率范围窄、准确度和灵敏度低以及抗外磁能力差等缺点。但由于结构简

4、单、成本低廉，所以仍广泛用于工频交流电压电流的测量。 图1 磁电式仪表的构造 图2 电磁式仪表的构造3、整流式仪表 基本工作原理：将交流量先进行整流后利用磁电式仪表测量平均值。（如图3）如果能事先知道交流量有效值与整流后平均值之间的关系，那么就可以推算出交流量的有效值。整流式仪表正是利用这个原理实现对交流量有效值的测量。交流量有效值与整流后平均值之间的比例关系依交流量波形的不同而不同。对于正弦量两者之比为:1。 图3 整流式仪表的电路 4、普通数字式万用表普通数字万用表的核心一般采用双积分式a/d 转换集成电路，其基本测量量是被测量中的直流成分(平均值)。若要实现交流量有效值的测量，就必须利用

5、外围的整流、滤波环节，将交流量转变为直流量后再送入a/d 转换电路, 这一工作原理，包括由此可能带来的“波形误差”都与整流式仪表相似。（如图3。）图1-3 数字式仪表测输出电压三、用传统仪表测量变频器电量的方法由上述知，传统仪表一般设计成用来测量直流量(直流成分)或工频正弦交流量，当面对包含大量谐波、畸变或是非工频交流量时，必然会引入额外的误差，甚至无法正常工作。结合传统仪表的特性、变频器电压电流的基本特征和测量的目的，可以总结出以下采用传统仪表测量变频器电压电流时的方法及相关问题。谨慎使用普通数字万用表，普通数字万用表利用低采样率双积分式a/d转换来抑制工频干扰的措施，无法有效地应付逆变器工

6、作过程中产生的大量非工频干扰；另外，逆变器输出电压脉冲包含很大的dv/dt，这也对仪表的抗共模干扰能 力提出了严峻的挑战。普通数字万用表采用“娇贵”的集成电路，其外 围电路的设计与严峻的干扰环境相比又十分“简陋”，因此往往无法正常工作，在这一点上普通数字万用表明显不如对干扰十分不敏感的模拟指针式仪表，因此在选择使用时应慎重，特别是在测量逆变器输出侧参数时最好不要采用。四、变频器输出电压 在变频器的所有电量中，输出电压是最常用的一个，也是使用普通工频仪表最难测的一个。这是因为输出电压的频率会大范围变化，同时又含有大量谐波和高/变化的PWM电压脉冲，使得对基波的测量非常困难。万用表等一般普通工频测

7、试仪表无法正确地测定，不能获得精确测量值。准确地测定输出电压，只有使用具有FFr功能的仪器。在不得不使用普通仪表测量变频器输出电压时，电磁式仪表（又称动铁式）不能使用。这是因为当载波频率超过5khz时，仪表内金属部分中产生的涡流损耗会增大，有可能烧坏仪表，故不能使用。普通数字万用表由于无法有效抑制变频器的共模和差模干扰，测量很不准，也不能采用。表1 相同频率下，整流式万用表测量值与变频器测量值的比较频率51015202530354045505560万用表63.2101.6139178215295332368410410410410变频器90125160200235270310345380420420420五、变频器输出电压的测量方法综上可知，电磁式仪表测量结果大于实际值，存在一定的误差，从而使测量结果不准确。用数字式仪表测量时，如果采样的脉冲不能重合，即采样的脉冲个数较多时，输出电压就偏大，反之输出电压就偏小。因此，数字式仪表测量输出电压时非常不稳定，基本上没有什么参考的意义。而整流式仪表就不同了，由数据可知整流式电压表的测量结果和实际准确的测量结果十分接近，所以，变频器最佳的输出测量方法就是整流式万用表测量法。六、结论 随着科学技术的不断快速发展，电力电子技