脈寬調制(PWM) 馬達驅動(dòng)器電源的測試分析(上)
7.驅動(dòng)器輸入測量
從本質(zhì)上講,大多數脈寬調制馬達驅動(dòng)器輸入電路是三相二極管整流橋,并包含電容濾波器,如圖6所示。

每個(gè)輸入相的電流波形由為存儲電容器充電的脈沖組成。圖7給出某相的電流波形,它包括電源頻率的基波分量以及大量諧波分量。

圖7. 脈寬調制驅動(dòng)器輸入端電壓和電流波形
如果驅動(dòng)器的逆變器部分為輸入電路提供一個(gè)恒流負載,那么每相的輸入電流將是一個(gè)振幅恒定的失真波形,如圖7和圖8所示。

圖8. 未經(jīng)調制的輸入電流波形
遺憾的是,脈寬調制驅動(dòng)器的逆變器部分可能不向輸入電路提供恒流負載;在這種情況下,從電容器吸收電流的負載電流將受到輸出頻率分量的影響。這意味著(zhù),來(lái)自交流電源的電流在工頻頻率是復雜的、失真的電流波形,它由驅動(dòng)器頻率進(jìn)行調制。圖9給出其波形。調制可能?chē)乐赜绊憸y量,特別是在低驅動(dòng)速率,不過(guò),利用擴展的測量區間(為驅動(dòng)器輸出波形周期整數倍),可以解決這個(gè)問(wèn)題。

圖9. 在輸出頻率處進(jìn)行調制的輸入電流波形
PA4000 支持脈寬調制驅動(dòng)器輸入功率的精密測量,即使馬達處于低頻時(shí)。輸入功率測量與交流工頻同步,但通過(guò)調節顯示屏更新速率及均值設置,可以擴展測量區間。

表4. 選擇顯示屏更新時(shí)間和均值,把驅動(dòng)器輸出頻率對驅動(dòng)器輸入功率測量的影響降到最小
對于超過(guò)20 Hz的輸出頻率,PA4000的默認設置通常將給出穩定結果。默認設置是:
顯示屏更新速率:0.5 s
平均:10
當輸出頻率在5 Hz~20 Hz之間時(shí),將均值設置為10,以改進(jìn)穩定度;對顯示屏更新時(shí)間進(jìn)行設置,使之包括測得的脈寬調制輸出周期(1/f)的整數倍。根據經(jīng)驗法則,應提供10個(gè)周期。
例如:
輸出頻率= 5.5 Hz
顯示屏更新速率= 10/(5.5 Hz)= 1.8 s
對于低于5 Hz的輸出頻率,使用最長(cháng)的顯示屏更新速率(2 s),平均為10。
例如,對單相驅動(dòng)器進(jìn)行測量時(shí),如果讀數太大,可以將均值設置為10以上,以幫助使測量穩定。
分析儀通過(guò)三相三線(xiàn)配置進(jìn)行連接,如圖10所示(即所謂的兩表法,關(guān)于利用n-1臺功率表可以測量通過(guò)n條線(xiàn)路向系統提供電源的證明,請參見(jiàn)應用指南:三相測量原理)。

圖10. 三相三線(xiàn)連接
在這個(gè)線(xiàn)路配置中,可能使用分析儀的第三通道和第四通道,以測量驅動(dòng)器輸出或驅動(dòng)器內的直流總線(xiàn)。
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