1 引言
變頻器作為一種智能調速裝置以其多用途、高可靠性和明顯的節電效果迅速廣泛地應用于各種馬達控制上,如冶金、造紙、電子產品裝配等生產線。生產當中變頻器內部一旦發生故障尤其是板件級故障,單憑經驗有時很難去判斷,這時候有必要借助高性能的測試儀器進行分析。Fluke192B便攜式萬用示波器集示波器、萬用表、無紙記錄儀于一體,具有足夠的帶寬(60MHz),是現代電力電子裝置的理想測試工具。
2 通用變頻器工作原理
通用變頻器采用了先把頻率、電壓都固定的交流電整流成直流電,再把直流電逆變成頻率、電壓都連續可調的三相交流電,即交-直-交方式。所謂“通用”,包含著兩方面的含義:一是可以和通用的籠型異步電動機配套使用;二是具有多種可供選擇的功能,適用于各種不同性質的負載。圖1繪出了一種典型的數字控制通用變頻器-異步電動機調速系統原理圖。
圖1 典型的數字控制通用變頻器-異步電動機調速系統原理圖
現代PWM變頻器的控制電路大都是以微處理器為核心的數字電路,其功能主要是接受各種設定信息和指令,再根據它們的要求形成驅動逆變器工作的PWM信號,如圖2所示。
圖2 驅動逆變器工作的PWM信號
3Fluke192B萬用示波表檢測分析變頻器逆變(UI)部分的門極PWM驅動信號以及輸出電壓波形。(以芬蘭VACONCX系列變頻器為例)
(1 ) 首先將專用的門極適配器(GS1)連接至示波器的CH-A,如圖3所示。
圖3 門極適配器(GS1)連接至示波器的CH-A
(2)再將GS1的3個門極接頭(X9,X11,X13)連至功率板上對應的門極插槽 (X9,X11,X13),如圖4所示。
圖4GS1的3個門極接頭(X9,X11,X13)連至功率板上對應的門極插槽(X9,X11,X13)
(3)用DCpowersupply給待測功率板和控制板供電,連接示波器至PC,通過flukeview4.2監視軟件觀察U、V、W相的SPWM波。當DC-link的電壓達到額定值時,IGBT的三相上下半橋的門極電壓應為-12V左右,以使IGBT截止,如圖5所示。
圖5
IGBT截止的門極電壓
(4)然后使其運行在0Hz,觀察每相上下半橋的SPWM波的調制頻率是否正常(不同的功率板此頻率不同,此板顯示為733.7Hz),如圖6所示。
圖6 每相上下半橋的SPWM波的調制頻率(0Hz時)
(5)供給變頻400V交流電源,調節給定頻率至50Hz,觀察PWM輸出電壓波形,如圖7所示,從該波形可以看出紋波比較少,輸出比較穩定。
圖7 PWM 輸出電壓波形(50Hz)
(6)*后,利用Flukeview4.2提供的測試報告應用宏(QreportMacro)模板自動生成一份**價值的測試分析報告,以圖表8為示例。
Waveform1 Waveform2 Waveform3
圖8
4結束語
以上波形全部在Fluke獨特的‘即觸即測’(Connect-and–ViewTM)自動觸發模式下測試的,方便快捷。另外還可以用該示波器的‘萬用表’功能對變頻器的整流橋二極管和逆變橋IGBT進行**測量,限于篇幅在此不再贅述。
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