任务5.1 变频器系统的测量讲解

任务5.1了解变频器系统5.1.1测试方法5.1.2主电路和控制电路的测定5.1.3输入侧的测定5.1.4输出侧的测定5.1.5绝缘电阻的测量

5.1.1测试方法1.电压测定

电动机的输出转矩依赖于电压基波的有效值。由于PWM变频器的电压平均值正比于输出电压基波有效值，测量输出电压的最合适的方法是使用指示平均值的整流式仪表，并在表示其实际基波电压的有效值时考虑到适当的转换因子。2.电流测定

变频器的输出电流与电动机铜损耗引起的温升有关。仪表应该能精确测量出其畸变电流波形的有效值。对于变频器，电流畸变大，而且通常是传动电动机，所以采用电磁式仪表（其测定电流值与转矩的关系同在工频电源波形时类似）。5.1.1测试方法3.功率测定

功率测定使用功率表。功率表有单相功率表和三相功率表。如果三相功率是平衡的，测量时也可使用三相功率表，此时采用电动式仪表。其他数字式仪表如：分割运算型和霍尔元件检测器运算型等仪表，也可适当利用。必须注意，由于变频器波形畸变，根据仪表形式、原理的不同，有时会产生指示差。4.功率因数测定

变频器的功率因数是根据变频器输入侧的测定值算出的，测定时使用上述的电压表和电流表以及功率表。由于电流波形畸变，用普通功率因数表测定不能得到正确的数值，可以根据功率因数的定义计算：式中，cosΦ为功率因数；P1为变频器输入侧功率（W）；U1为变频器输入侧额电压（V）；I1为变频器输入侧电流（A）。5.1.1测试方法5.效率测定

效率测定有两种，一种是测定含电机在内的总效率，一种是测定变频器本身的效率。计算总效率:

式中，η1为总效率（%）；n为电机输出轴的转速（r/min）；T为电机输出轴的转矩（kg.m）；P1为变频器输入侧功率（W）。5.1.2主电路和控制电路的测定5.1.2主电路和控制电路的测定用万用表进行检查时要注意迂回回路，特别是不能对连接着电机的变频器进行晶体管导通检查，或者对连接着电源的变频器进行导通检查。进行导通检查时，要把被测对象回路以外的连接导线拆除，确保系统断开。运行中测量仪器的使用。变频器在运行中用测量仪器进行测量时，应注意避免可能由于连接时的冲突而引起变频器误动作，或者因为连接错误损坏变频器。高压回路的检测。对于400V以上的高压回路，示波器等测量仪器的电源要隔离后再使用。5.1.2主电路和控制电路的测定1.整流器和逆变器测试在变频器的R、S、T和U、V、W端子上，用万用表电阻档，改换测笔的正负极性，根据读数即可判断整流器和逆变器模块的好坏。一般不导通时读数为∞，导通时读数为数欧姆或几十欧姆。2．控制回路的测定控制回路测量所用仪器仪表测量过程中应注意以下问题。（1）使用输入阻抗尽可能高的测量仪器。测定电流时，使用专用的电流探测针进行。不管是哪种测定，与主回路测量一样，不要随便设置测定点，测量引线不要延长。（2）控制回路的测量要在主电路无电压时进行，测量仪器的公共线要选择最佳部位连接，最佳部位可以是与测定点最近的公共点。1.输入电流的测量5.1.3输入侧的测定使用电磁式电流表测量电流有效值时，当输入电流不平衡时，三相电流的测量值取平均值，且用下式计算：式中，I为测量平均值；IR

、IS、IT分别为接至变频器电源端的各相电流测量值。2.输入电流功率的测量5.1.3输入侧的测定如果额定电流不平衡率超过5%，则使用3个功率表测量电流不平衡率=（最大电流-最小电流）/三相平均电流×100%5.1.3输入侧的测定3.电源阻抗的影响在测量时必须注意电源阻抗值的大小，它直接影响到输入功率因数和输出电压。相对于变频器容量而言，电源阻抗应该大于0.5%。有条件时，最好进行精确地测量，采用数字频谱分析仪进行各次谐波进行分析，然后对系统进行综合判断，其标准为下式的综合电压变形率D：式中，U1为基波电压；U2为二次谐波电压；U3为三次谐波电压……依此类推。5.1.4输出侧的测定1．输出电压的测量对变频器输出电压的测量，在常用仪表中最合适的是整流式电压表，这种电压表的测量结果最接近数字频谱分析仪测量的基波电压值，而且结果与变频器的输出频率有很好的线性关系。如果要进一步提高输出电压的测量精度，可以采用图所示的阻容滤波器，与整流式电压表配合使用会得到更精确的基波电压值。5.1.4输出侧的测定2．输出电流的测量输出电流需要测量基波和其他高次谐波的总有效值，常用的测量仪表是动圈式电流表（在有电动机负载时，基波电流有效值和总电流的有效值差别不大）。为测量方便，线路中常采用电流互感器，考虑到在低频情况下电流互感器可能饱和，所以必须选择适当容量的电流互感器

。3．输出功率与功率因数与输入侧的功率测量相同，一般功率测量用两个功率表即可，但是当电流不平衡率超过5%时，使用三个功率表进行测量。另外，由于变频器的输出侧功率因数随频率的变化而变化。所以在实际中往往不测量变频器的输出功率因数。4．变频器的效率变频器的效率需要经过输入、输出实验，测出有功功率，然后根据下式求出：变频器的效率=输出有功功率/输入有功功率×100%1．外接线路绝缘电阻的测量为了防止兆欧表的高电压施加到变频器上，在测量外接线路的绝缘电阻时，必须把需要测量的外接线路从变频器上拆下后再进行测量，并注意检查兆欧表的高电压是否有可能通过其他回路施加到变频器上，如果有，则应将所有有关的连线全部拆下。2．变频器主电路绝缘电阻的测量必须把所有进线端（R、S、T或L1、L2、L3）和出线端（