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除了万用表,第2部分:使用万用表和示波器排除变频驱动输出中的瞬态电压

예측 정비

数字万用表是电气故障排除的支柱,也是我们大多数人最先接触到的工具。在《超越万用表》中,我们将通过五个例子来说明如何使用示波器使故障排除更快、更容易、更有效。

第2部分介绍了变频驱动器(vfd)脉冲宽度调制输出中的瞬态反射故障排除。

反射是否导致电机绕组损坏?

变频驱动器通过改变(“调制”)它们发送到电机的电压脉冲的宽度来控制机械和过程的速度。这些电压脉冲(本质上是方波)具有快速上升的边缘,可以在VFD和电机之间的电缆中引起瞬态电压反射(“瞬态”)。许多因素影响反射波的大小,包括电缆长度、电机负载、电缆和电机的浪涌阻抗以及驱动脉冲的上升时间、间距和幅度。

随着时间的推移,这些反射波电压会对电缆和电机绝缘施加太大的压力,从而导致任何一种故障。

万用表故障处理

使用数字万用表进行电压测量可以在瞬态存在时显示电机终端的电压过高。

数字万用表显示
图1所示。数字式万用表,测量无反射的PWM信号的峰值电压。
数字万用表显示
图2。数字式万用表,测量带有反射的PWM信号的峰值电压,产生高电压瞬变。

检查电压时,将万用表连接在电机L1、L2或L3相之间的端子上。

数值在万用表上显示图1为VFD和电机组合无反射时的峰值电压。

读数高于正常值图2指示反射的效果。

可以使用数字万用表测量PWM信号的峰值电压。然而,典型万用表的有限带宽使得测量上升时间短的脉冲成为问题,因此读数可能无法提供任何反射或瞬态存在的完整图像或全幅。即使是最好的数字万用表也无法显示出波形的真实样子。

在图2中,当检查施加到电机上的峰值PWM电压时,不清楚瞬态峰值与电机的最大额定值有多接近,也不清楚电机绝缘是否有击穿的危险。你需要更多的信息。

使用示波器进行故障排除

数字示波器显示PWM信号与正常峰值电压读数。
图3。数字示波器显示PWM信号与正常峰值电压读数。
由反射引起的高电压瞬态示波器显示。
图4。显示由反射引起的高压瞬态PWM信号的数字示波器。
示波器显示电压瞬变。
图5。PWM波形的详细视图,箭头显示电压暂态的大小。

示波器将信号显示为一条从左到右在屏幕上移动的线。电压越高,示波器屏幕上显示的信号越高。用示波器进行的测量不仅可以显示电机终端存在过高电压,而且可以清楚地显示电压瞬变的大小、位置和持续时间。

要读取读数,将示波器连接到L1、L2或L3相之间的电机端子,就像前面示例中的万用表一样。

图3所示为峰值电压正常时的理想PWM信号。

图4和图5显示由电压反射引起的高压瞬态。将图3中反射效应产生高压瞬态的信号波形与没有瞬态的信号波形进行比较。

电压反射通常是由不适当的布线引起的。带宽宽、采样速率快的示波器可以准确捕捉电缆反射引起的峰值电压。

底线

数字万用表可以帮助您发现驱动器信号上的电压过高,但示波器可以显示实际波形,使您能够看到信号是健康的还是有有害的瞬态。手持示波器可以方便地在需要测量的地方进行测量。

一幅图真的胜过千言万语!