Свяжитесь с нами

Живой чат с представителями Tektronix. С 9:00 до 17:00, тихоокеанское поясное время.

Звонок

Позвоните нам

Живой чат с представителями Tektronix. С 9:00 до 17:00 CET

Загрузить

Загрузить руководства, технические описания, программное обеспечение и т. д.:

ТИП ЗАГРУЗКИ
МОДЕЛЬ ИЛИ КЛЮЧЕВОЕ СЛОВО

Обратная связь

Измерения и анализ характеристик трёхфазных систем питания в принципе намного сложнее, чем характеристик однофазных систем. Ещё больше усложняют измерения преобразователи напряжения с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) сигналов, такие как частотно-регулируемые приводы двигателей, поскольку фильтрация и запуск по сигналам с ШИМ являются непростой задачей.

Самыми эффективными приборами для решения таких задач на этапах отладки и проверки являются осциллографы, отличающиеся высокой универсальностью и скоростью тестирования.  Они могут с прецизионной точностью измерять характеристики импульсных преобразователей напряжения и управляющих цепей.  При правильном выборе пробников эти приборы могут измерять параметры сигналов в больших диапазонах и широкой полосе частот. 

Специальное ПО для анализа работы 3-фазных инверторов, двигателей и приводов обеспечивает быстрое получение повторяемых результатов анализа.

Как работает частотно-регулируемый привод (ЧРП)

Система привода типичного двигателя приводится в действие подачей на вход трёхфазного напряжения переменного тока, которое поступает на блок привода или преобразователя напряжения.

Блок привода состоит из трёх основных секций:

  • Выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный
  • Шины постоянного тока
  • Инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный. Инвертор преобразует напряжение постоянного тока в сигнал напряжения переменного тока (в большинстве случаев сигнал с ШИМ)

И хотя это не показано на данной схеме, цепи обратной связи и логические схемы управления отслеживают нагрузку двигателя и подстраивают систему привода, управляя моментом и частотой вращения. Это даёт системе возможность запускать двигатель в работу при условиях от нулевой нагрузки до максимальной.

Техническое описание «Анализ работы 3-фазных инверторов, двигателей и приводов»

Functional diagram of a variable frequency drive (VFD) – Fluke Corporation
Oscilloscope screen images showing a phasor diagram and 3-phase harmonics compared to IEEE-519 limits

Измерения параметров каждой фазы 3-фазной системы

При лабораторных испытаниях измерения показателей качества электроэнергии используются для понимания того, как оборудование потребляет энергию, поступающую из трёхфазной сети переменного тока.

При измерениях показателей качества электроэнергии для каждой фазы обычно определяют следующие параметры:

  • Среднеквадратичное значение и амплитуда напряжения и тока
  • Активная, реактивная, кажущаяся мощность, угол сдвига фаз и коэффициент мощности
  • Частота

Числовые показания среднеквадратичных значений напряжения и тока дополняются векторными диаграммами (см. слева), которые быстро и наглядно дают представление о связи между напряжением и током. На них хорошо видны дисбаланс и сдвиги фаз, влияющие на коэффициент мощности.

Коэффициент мощности является одной из ключевых характеристик любого промышленного оборудования, поскольку он напрямую влияет на счета за электроэнергию конечных потребителей. В некоторые приводы встраивается активная схема для управления коэффициентом мощности.

Гармоники также могут оказывать влияние на общий КПД и даже надёжность систем конечных потребителей. Поэтому коэффициент гармонических искажений часто регламентируется. Столбчатая диаграмма гармоник с предельными значениями, указанными в IEEE-519, приводится слева. При тестировании запаса возможно применение пользовательских предельных значений.

Узнайте, как пользоваться векторными диаграммами при измерениях осциллографом

Анализ пульсаций

Пульсации — это остаточное или нежелательное переменное напряжение, наложенное на постоянное напряжение источника питания. Обычно пульсации измеряются на шине постоянного тока. Это измерение помогает понять, насколько эффективно сигнал напряжения переменного тока преобразуется в напряжение постоянного тока на стороне входа, а также влияние нежелательных составляющих на ШИМ-сигнал на стороне выхода.

Результатом измерения пульсаций в линии является среднеквадратическое значение при заданной частоте сети и межпиковое напряжение сигнала во временной области при заданных фазах. Для пульсаций переключения измеряется среднеквадратическое значение при заданной частоте переключения и межпиковое напряжение сигнала во временной области при заданных фазах.

Ripple measurements on the DC bus of a variable frequency drive on an oscilloscope
Efficiency measurements on a variable frequency drive based on input power and PWM output power, using 2-wattmeter method on an 8-channel oscilloscope

Измерения выходных характеристик привода

Измерение коэффициента полезного действия является одним из критически важных для системы привода двигателя, так как КПД — это индикатор общей производительности системы.

КПД определяется как отношение выходной мощности ко входной. Приложение вычисляет и отображает на экране КПД по каждой фазе, а также общий КПД системы (среднее значение). Для измерений КПД используется схема 2V2I (метод 2-х ваттметров) и 8-канальные осциллографы.

Типовая система для диагностики и определения характеристик 3-фазного ЧРП

Собранная на основе осциллографа система тестирования 3-фазных устройств обеспечивает выполнение измерений на системном уровне при проверке цепей ЧРП.  За счёт высокой частоты дискретизации и большой длины записи, система позволяет получать подробные изображения сигналов с частотами от нескольких герц до гигагерц.  Система совместима с широким спектром пробников, однако наиболее эффективной считается следующая конфигурация:

MSO Серии 5
Рекомендуется прибор с 8 каналами и 12-битными АЦП

Опция IMDA
Автоматизация измерений характеристик 3-фазных систем осциллографом MSO Серии 5

THDP0200 × 3
Высоковольтные дифференциальные пробники напряжения.  100 МГц, до 1500 В

TCP003A × 3
Токовые пробники переменного и постоянного тока, 30 А

Посмотреть краткое демонстрационное видео

A system for measurements on 3-phase variable frequency drives includes an 8-channel oscilloscope, analysis software, 3 high-voltage differential probes and 3 current probes