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脈寬調制(PWM) 馬達驅動(dòng)器電源的測試分析（上）
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時(shí)間：2017-01-12
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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圖3.測得的一個(gè)馬達繞組兩端的凈電壓
根據測量的輸出頻率范圍，濾波器的選擇方案有3種，參見(jiàn)表2。
表2.脈寬調制馬達驅動(dòng)器系統內不同頻率范圍應用的濾波器
濾波器的選擇并不影響較高頻率分量的測量，因為這些測量是通過(guò)未經(jīng)過(guò)濾的數據進(jìn)行的。不過(guò)，為了優(yōu)化低頻測量結果，您應當為應用選擇正確的濾波器。
5.使用PA4000示波器測量驅動(dòng)器輸出
該儀器通過(guò)三相三線(xiàn)配置連接至輸出。(又稱(chēng)作兩表法。關(guān)于兩表法的更多信息，請參見(jiàn)應用指南：三相測量原理。)對于輸出電流高達30A的脈寬調制驅動(dòng)器，PA4000可以通過(guò)其內部電流分流器，直接與驅動(dòng)器輸出相連，如圖4所示。
圖4. PA4000A 輸出測量
對于輸出電流超過(guò)30 A的脈寬調制驅動(dòng)器，您可以使用外部電流傳感器或外部電流分流器。泰克公司提供多種固定核心電流傳感器，最高電流達1000 A。這些傳感器包括電纜，實(shí)現與PA4000的快速連接，并利用儀器的15 V直流電源。當PA4000功率分析儀與外部分流器一起使用時(shí)，您可以將分流器與外部分流電壓輸入相連。這些輸入可以測量從X V到Y V的分流輸出。對于電流傳感器和外部分流器，重要的是，記住正確設置縮放比例。
特別是對于低電流驅動(dòng)器， 如果可能， 應當將PA4000直接與脈寬調制輸出端相連。這是因為，盡管交流電流變壓器和霍爾效應電流傳感器在較高電流時(shí)提供良好的精度，但對于幾安培的較低電流，其結果精度往往較差。
盡管在脈寬調制驅動(dòng)器輸出端出現極高的共模電壓，為了從電流分流器得到優(yōu)異的結果，PA4000輸入電路已經(jīng)優(yōu)化。分流器兩端電壓可能只有幾毫伏，但分流器電勢相對于接地端上下波動(dòng)幅度高達數百伏，每微秒高達數千伏。
雖然采用兩表法時(shí)，PA4000只有兩個(gè)通道用于測量，但該儀器將以矢量方式計算和顯示第三條（非測量）線(xiàn)路的電流值。這將為權衡負載提供有價(jià)值的檢查。此外，由于兩表法不需要分析儀的第三個(gè)通道，它可以用作獨立的測量通道，如測量脈寬調制驅動(dòng)器內的直流總線(xiàn)，詳見(jiàn)第7部分介紹。
一旦分析儀進(jìn)行連接和配置完畢，它將利用選定的濾波器測量驅動(dòng)器輸出功率。如果PA4000測量頻率有困難，應確保已經(jīng)指定正確的濾波器頻率范圍。
注意，Vrms、Arms和功率數字是通過(guò)預過(guò)濾值測得的，因此包括所有的高頻分量，其中基波值只考慮對馬達有用功的貢獻。電壓有效值與基波電壓存在顯著(zhù)差異是很正常的。通常，在電流和功率之間的差異較小，因為感應馬達對電流進(jìn)行了過(guò)濾。
通過(guò)SUM通道讀取的總功率和基波功率之間的差異，可以估算高頻損耗。這代表脈寬調制驅動(dòng)器提供的電力，這部分電力對機械輸出功率沒(méi)有貢獻，因此增加了馬達的熱量:
高頻損耗=總功率-基波功率
當進(jìn)行脈寬調制驅動(dòng)器比較時(shí)，這是非常有意義的測量。
6.驅動(dòng)器直流總線(xiàn)測量
雖然脈寬調制驅動(dòng)器輸入和輸出之間的連接稱(chēng)為直流總線(xiàn)，但這個(gè)總線(xiàn)上的電壓和電流遠非純直流，因此，在進(jìn)行所需的測量時(shí)必須小心謹慎。
直流總線(xiàn)測量最好在存儲電容器輸入端進(jìn)行，如圖5所示，因為從本質(zhì)上講，這里的電流是來(lái)自交流電源的低頻電容器充電脈沖，是從逆變器吸收的高頻電流脈沖中釋放出來(lái)的。
圖5. 設置直流總線(xiàn)測量
表3. 直流總線(xiàn)關(guān)鍵測量參數
如果獨立進(jìn)行直流總線(xiàn)測量，可以利用分析儀的CH1(通道1)。不過(guò)，直流總線(xiàn)測量往往與驅動(dòng)器輸入或輸出的三相二線(xiàn)測量一起進(jìn)行。在這種情況下，應當使用剩余獨立運行通道中某個(gè)通道對直流總線(xiàn)進(jìn)行測量。
例如，將CH1和CH2連接，進(jìn)行輸入或輸出測量。CH3與直流總線(xiàn)相連，如圖5所示。使用F[7]選擇脈寬調制馬達驅動(dòng)器輸入或輸出模式，并啟動(dòng)獨立的CH3。
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