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千万不要随便测试变频器输出电压!

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发表于 2021-6-1 15:32:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
按一般观点认为,变频器输出电压为380伏,直接实施测量应该没有问题,可实际上,大部分万用表测试变频器输出电压时,不能得到正确读数,某些情况下万用表可能直接烧毁。

例如,本人于2014年测试一台驱动30千瓦水泵的ABB 变频器就出现了问题。该变频器没有输入和输出滤波器,变频器安装在控制室内,经过20米长的电缆链接水泵。使用国产9025 普通万用表在700伏档测试三相对地电压,结果万用表读数超载,显示为1,过一会后,万用表的量程盘就出现击穿。  为测试故障原因,使用耐压为2500伏的高压探头,用示波器测试波形,发现水泵3个端子的对地电压峰值均超过2000伏,故万用表击穿就很容易理解。


后用美国品牌的具有真有效值功能的欧米茄万用表测试,得到水泵端子的电压有效值正常。当前,很多品牌的万用表已经有低通滤波器功能,也声明可测试真有效值,但是,这些万用表的最大交流量程只有700伏,测试安全照样不能保证。某些进口品牌的万用表,已经过8000伏超压测试,可以保证测试安全,但这些万用表的价格都在几千元以上,价格昂贵。


如变频器已经安装输出正弦波滤波器或 DV/DT 滤波器,则负载端电压基本不会异常上升,用万用表测试安全性大大提高。因为滤波器价格高,占地面积大,绝大部分变频器没有安装。

最后总结
1、通常我们说的变频器输出380V、50Hz,是指其基波(正弦波)为380V、50Hz。变频器实际输出波形为PWM波,除了基波外,还包含载波信号。载波信号频率要比基波高得多,且是方波信号,包含大量的高次谐波。

2、普通万用表一般只能测量45~66Hz或45~440Hz的交流正弦波。部分真有效值万用表的测量频率范围要宽得多,许多人认为可以用于变频测量、测试。其实不然,因为这种表测量结果把基波和载波都包含进去了。比如上述变频器,380V输出时,测量结果一般在400V以上。
3、用于变频测试的仪表应具备在各种PWM波形中分解出其基波的能力,严格测量需采用数字信号处理的方式,也就是高速采样得到样本序列,再对样本序列进行离散傅里叶变换,得到基波有幅值、相位及各次谐波的幅值和相位。
4、也有一种思路认为校准平均值可以替代变频器输出PWM信号中的基波成分的有效值。准平均值(MEAN)在理论上等于正弦波的真有效值,等于正弦调制PWM波形的基波有效值,且实现简单;因此,MEAN在许多仪器仪表中用于替代正谐波的有效值(RMS)或PWM的基波有效值(H01)的测量。但是,近年来,变频调速技术日新月异,非正弦调制PWM的应用越来越多,而且,变频器用户通常并不了解自己的变频器采用何种调制模式,MEAN值在PWM测量中局限性越来越大。
因此从安全角度出发,千万不要用万用表测试变频器的输出电压。
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