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      1. 成功案例

        ScopeMeter福祿克示波表對變頻驅動系統的準確測量

            當交流電機和一個脈寬調制變頻器一起被用作變速電動機時,設計Vpwm是為了測量交流電機的有效電壓的。  

         

        這種類型的驅動器首先從交流源產生一個直流電壓,被稱為直流鏈電壓。對于一個3相系統來說,這通常是利用一個六脈動整流來實現的。

        從直流鏈電壓,利用電力電子,利用脈寬調制來切換直流鏈電壓,可以創建一個三相電源系統。例如,在現在的驅動器中,利用IGBT在數毫秒內將電壓開關數百次。利用電力電子來創建可調頻率的3相主電壓的原理是非常好的。然而輸出電壓并不是正弦波,而是一個具有恒幅值的斬波波形。這種電壓被送給電機,電機是一個大的感性負載,主要對電源電壓的低頻部分做出相應。由于電機的大感性特性的低通濾波效應,電流波形的形狀看起來非常像一個正弦波,具有少量的高頻成分。

        對于系統設計者和檢修員,能夠測量電機實際接收到的電壓,檢查電機的Volt/Hz比是否超出范圍是非常重要的。如果長時間的超出馬達的標稱Volt/Hz值(例如電機在高頻、低俗下運轉),電機將會發熱,并損壞。

        福祿克系列示波表通過計算基頻的整數個周期內的平均電壓的有效值,測量Vpwm。下圖所示的是在信號中存在高頻成分是的情景。諧波(紅色和綠色)和基波(藍色)相迭加,構成了一個新的信號(紫色)。

        上圖還顯示了分量是怎樣迭加到平均值的。信號的平均值(紫色區域)是基波(藍色)和1次諧波的1/3th5次諧波的1/5th的和。由于周期既有正值又有負值,所以更高的諧波,如3次諧波,只占平均值的小部分。

            諧波的次數越高,對平均值的貢獻則越小。這和感性的電機只對低頻成分具有相應相當。請注意:例子只顯示個1/2周期,但是由于使用的是值(就像平均響應萬用表對交流信號使用整流器),所以對基波的整個周期也是適用的。這個平均值乘以1.11代表的是有效值(rms)。對于正弦信號,真有效值是平均值的1.11倍。

         

        Vpwm功能的重要部分是福祿克示波表的“即觸即測”觸發功能,它使得檢測驅動器輸出信號的基頻和測量基頻的整數個周期成為可能。如果在信號的“隨機”部分進行測量,將導致非常大的誤差。按以下公式進行捕獲:

            福祿克示波表可以同時測量真有效值VrmsVpwm,在下圖中,你可以清楚的看到,如果僅測量rms電壓,將非常容易導致差值和錯誤的結論。

         

         

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