如何用電能質量分析儀測量變頻器 (FC)輸出（實測案例）

1. 背景/任務

如今，變速驅動器（VSD）的電動機大多由電子變頻器供電。出于各種各樣的原因，需要在這些設備上進行電氣參數的測量。變頻器（FC）電源輸入端的功率和能量測量通常對普通的電能分析儀來說不是問題，但當這些參數應在輸出側測量時，它們中的大多數都會失效。打開MAVOWATT 2XX / HDPQ系列電能質量分析儀中的抗混疊濾波器時，便可以直接在變頻驅動電機上獲得可行的結果。

2. 限制條件

旋轉磁場頻率范圍：大約15 … 100 Hz

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

3. 所需設備

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

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

注：由于在30Hz以下的頻率下精度低，通常不能使用傳統的電流互感器。

4. 設置

• 打開抗混疊濾波器（Set Anti-Aliasing）為ON。

• 在標稱和頻率（ Nominal (values) &Frequency）的設置頁面中選擇高級頻率跟蹤（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）。對于變頻器的輸出測量，一般選擇電流為同步信號。

• 在變頻器輸出端進行的測量通常涉及在相對較短的時間內（幾分鐘或幾小時）進行功率測量，而不會檢測到電壓驟降 、中斷等。這種情況下，選擇持續數據記錄（短間隔）（Continuous Data Logging） 是監測模式（Monitor Mode）的合適設置。選擇此模式[1]，然后點擊下?（NEXT）[2]。

5. 實測分析

• 圖1顯示了斬波器頻率為6kHz、旋轉頻率為25.11Hz時未濾波（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的波形（抗混疊Anti-Aliasing=ON）。 在6kHz時，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已經接近正確值120V。

• 圖3顯示了相應的實時電壓&電流 （Volts & Amps）測量值。

• 圖4顯示了相應的實時功率 （POWER）測量值。

• 圖5顯示了斬波器頻率為10kHz、旋轉頻率為25.11Hz時未濾波（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的波形（抗混疊Anti-Aliasing=ON）。 在10kHz時，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現在是正確的。

• 圖7顯示了相應的實時電壓&電流 （Volts & Amps）測量值。

• 圖8顯示了相應的實時功率 （POWER）測量值。

6. 用戶范圍

變頻器、變頻器驅動電機或包含此類設備的機器 （泵、壓縮機、電梯、電動汽?等）的制造商或服務?員。