按一般觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為,變頻器輸出電壓為380伏,直接實(shí)施測(cè)量應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題,可實(shí)際上,大部分萬(wàn)用表測(cè)試變頻器輸出電壓時(shí),不能得到正確讀數(shù),某些情況下萬(wàn)用表可能直接燒毀。
例如,本人于2014年測(cè)試一臺(tái)驅(qū)動(dòng)30千瓦水泵的ABB變頻器就出現(xiàn)了問(wèn)題。該變頻器沒(méi)有輸入和輸出濾波器,變頻器安裝在控制室內(nèi),經(jīng)過(guò)20米長(zhǎng)的電纜鏈接水泵。使用國(guó)產(chǎn)9025普通萬(wàn)用表在700伏檔測(cè)試三相對(duì)地電壓,結(jié)果萬(wàn)用表讀數(shù)超載,顯示為1,過(guò)一會(huì)后,萬(wàn)用表的量程盤(pán)就出現(xiàn)擊穿。為測(cè)試故障原因,使用耐壓為2500伏的高壓探頭,用示波器測(cè)試波形,發(fā)現(xiàn)水泵3個(gè)端子的對(duì)地電壓峰值均超過(guò)2000伏,故萬(wàn)用表?yè)舸┚秃苋菀桌斫狻?/span>
后用美國(guó)品牌的具有真有效值功能的歐米茄萬(wàn)用表測(cè)試,得到水泵端子的電壓有效值正常。當(dāng)前,很多品牌的萬(wàn)用表已經(jīng)有低通濾波器功能,也聲明可測(cè)試真有效值,但是,這些萬(wàn)用表的最大交流量程只有700伏,測(cè)試安全照樣不能保證。某些進(jìn)口品牌的萬(wàn)用表,已經(jīng)過(guò)8000伏超壓測(cè)試,可以保證測(cè)試安全,但這些萬(wàn)用表的價(jià)格都在幾千元以上,價(jià)格昂貴。
如變頻器已經(jīng)安裝輸出正弦波濾波器或DV/DT濾波器,則負(fù)載端電壓基本不會(huì)異常上升,用萬(wàn)用表測(cè)試安全性大大提高。因?yàn)闉V波器價(jià)格高,占地面積大,絕大部分變頻器沒(méi)有安裝。
總結(jié)
1、通常我們說(shuō)的變頻器輸出380V、50Hz,是指其基波(正弦波)為380V、50Hz。變頻器實(shí)際輸出波形為PWM波,除了基波外,還包含載波信號(hào)。載波信號(hào)頻率要比基波高得多,且是方波信號(hào),包含大量的高次諧波。
2、普通萬(wàn)用表一般只能測(cè)量45~66Hz或45~440Hz的交流正弦波。部分真有效值萬(wàn)用表的測(cè)量頻率范圍要寬得多,許多人認(rèn)為可以用于變頻測(cè)量、測(cè)試。其實(shí)不然,因?yàn)檫@種表測(cè)量結(jié)果把基波和載波都包含進(jìn)去了。比如上述變頻器,380V輸出時(shí),測(cè)量結(jié)果一般在400V以上。
3、用于變頻測(cè)試的儀表應(yīng)具備在各種PWM波形中分解出其基波的能力,嚴(yán)格測(cè)量需采用數(shù)字信號(hào)處理的方式,也就是高速采樣得到樣本序列,再對(duì)樣本序列進(jìn)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(rèn)為校準(zhǔn)平均值可以替代變頻器輸出PWM信號(hào)中的基波成分的有效值。準(zhǔn)平均值(MEAN)在理論上等于正弦波的真有效值,等于正弦調(diào)制PWM波形的基波有效值,且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)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(cè)量。但是,近年來(lái),變頻調(diào)速技術(shù)日新月異,非正弦調(diào)制PWM的應(yīng)用越來(lái)越多,而且,變頻器用戶(hù)通常并不了解自己的變頻器采用何種調(diào)制模式,MEAN值在PWM測(cè)量中局限性越來(lái)越大。