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变频环境下的高准确度测量解决方案

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  • 发布时间:2013/12/28 22:54:12
  • 作者:hb_yinhe

  变频是最近兴起的一个词,随着变频节能的深入人心,各行各业都开始研发各种变频产品,变频技术也有了很大的发展,但是对于变频给我们带来的技术更新,我们还是需要专业的变频测量工具和手段来检测。

为什么需要变频?

1变频节能

  变频器是通过轻负载降压实现节能,在某些情况下可以节电40%以上。变频调速系统起动大都是从低速开始,频率较低。加、减速时间可以任意设定,故加、减速时间比较平缓,起动电流较小,可以进行较高频率的起停。

2变频技术易于实现智能化

  变频调速很容易实现电动机的正、反转。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序,即可实现输出换相,也不存在因换相不当而烧毁电动机的问题。 容易实现过流、过压、过载、过热、欠压等保护功能,可以保证电机安全、稳定运行,减少事故等。

变频测量有哪些难点?

  变频电量与普通的工频电量主要不同之处如下:
  1、要求有良好的电磁兼容性能;
  2、非正弦波,一般为PWM波;
  3、含高次谐波,要求有较宽的测试带宽;
  4、基波频率变化范围较宽;
  5、要求有基波测量功能及谐波分析功能;
  6、要求有较宽的峰值因数适应能力。
  因此,变频器输出电量测量对传感器及仪表具有特定的要求:
  《GB/T22670-2008变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》中明确规定:
  考虑到谐波产生损耗的作用,对于多电平变频器,带宽应大于最高基波频率的10倍。对于两电平变频器,带宽应大于开关频率的6倍。
  《IEC60349-2:2002电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机-第2部分:电子变流器供电的交流电动机》中已明确指出:电压测量采用基波有效值。

变频环境下的高准确度变频测量

  变频测量的主要特点是:开关频率远远高于基波频率,采样频率既要满足基波测试的需要,又要满足谐波带宽的需要。举例而言,作为基波测试,每个信号周期采样1024点一般就足够了,可以分析到500次谐波。但是,若基波频率较低。比如说,基波频率为1Hz,而开关频率为2kHz。由于变频器的谐波主要集中在2倍开关频率附近,采样频率至少要达到8k。这时,若还是每周期采样1024个点,采样频率过低,违背采样定理;若采用抗混叠滤波器,限制信号带宽,虽然满足采样定理要求,但是,谐波被抑制了,得不到正确的评估。
  用于变频测试的高档测试系统,通常可以达到较高的采样频率。但是,某些仪器对采样频率进行了限制,比如说,WT3000高精度功率分析仪就将采样频率固定为基波频率的3000倍左右,基波频率较高时,可以很好的满足变频测试需要,基波频率低于10Hz以后,就会遇到以上所述的问题。

  对变频测量来说,影响准确度指标的因数很多,并不是随便一款仪器就可以测量,也并不是任何一种方法就可以进行,必须使用合适方法和合适仪器,同时还要考虑到变频环境下的电磁干扰