萬(wàn)用示波表在變頻器分析測量中的應用

概述
　　智能變頻器作為一種調速裝置以其多用途、高可靠性和高數節能而廣泛地用于各種馬達控制上，如冶金、造紙、電子產(chǎn)品裝配等生產(chǎn)線(xiàn)。在生產(chǎn)當中變頻器一旦發(fā)生故障；尤其是出現板級故障的，單憑經(jīng)驗有時(shí)很難作出正確判斷，這時(shí)候有必要借助高性能的測試儀器進(jìn)行故障分析。Fluke192B便攜式萬(wàn)用示波器集示波器、萬(wàn)用表、無(wú)紙記錄儀于一體，并且具有60MHz的帶寬，是現代電力電子裝置的較為理想的測試和維護工具。

　　通用變頻器工作原理

　　通用變頻器采用工頻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(zhù)兩方面的含義：一是可以和通用的籠型異步電動(dòng)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(zhì)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(dòng)機調速系統原理圖。

　　現代脈寬調制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(dòng)逆變器工作的PWM信號（見(jiàn)圖2）。 

圖2 PWM變頻器的脈沖發(fā)生器

　　變頻器的波形分析測量

　　萬(wàn)用示波表可用于檢測分析變頻器逆變（UI）部分的柵極PWM驅動(dòng)信號，以及輸出電壓波形。以下以芬蘭VACON公司CX系列變頻器作為參考。

　　1）首先將專(zhuān)用的柵極適配器（GS1）連接至示波器的輸入通道。再將GS1的3個(gè)柵極接頭（X9，X11，X13）連接至功率板對應的柵極插槽上。

　　2）用直流電源給待測功率板和控制板供電，連接示波器至測試點(diǎn),通過(guò)Flukeview4.2監視軟件觀(guān)察U、V、W三相的SPWM波。當DC供電線(xiàn)的電壓達到額定值時(shí)，IGBT晶閘管的三相上下半橋的柵極電壓應為-12V左右，以使IGBT截止，圖3。 

圖3 IGBT的柵極波形

　　3）然后運行在0Hz，觀(guān)察每相上下半橋的SPWM波的調制頻率是否正常（對于不同的功率板此頻率不同，此板顯示為733.7Hz），圖4。

圖4 調制頻率波形 


　　4）調節400V交流電源至給定頻率50Hz,觀(guān)察PWM 輸出電壓波形，圖5。從該波形可以看出紋波比較小輸出比較穩定。

圖5 PWM輸出電壓波形 


　　5）最后，利用Flukeview4.2提供的測試報告宏模板自動(dòng)生成一份極具價(jià)值的測試分析報告。

結語(yǔ)

　　以上波形全部是在Fluke獨特的‘即觸即測’自動(dòng)觸發(fā)模式下測試的，方便快捷。另外可用該示波器的萬(wàn)用表對變頻器的整流橋二極管和逆變橋IGBT進(jìn)行精確電壓測量，限于篇幅在此不再贅述。