如何用电能质量分析仪测量变频器 (FC)输出（实测案例）

1. 背景/任务

如今，变速驱动器（VSD）的电动机大多由电子变频器供电。出于各种各样的原因，需要在这些设备上进行电气参数的测量。变频器（FC）电源输入端的功率和能量测量通常对普通的电能分析仪来说不是问题，但当这些参数应在输出侧测量时，它们中的大多数都会失效。打开MAVOWATT 2XX / HDPQ系列电能质量分析仪中的抗混叠滤波器时，便可以直接在变频驱动电机上获得可行的结果。

2. 限制条件

旋转磁场频率范围：大约15 … 100 Hz

开关（斩波器）频率范围：大约6 … 16 kHz。 (通常用于电机 < 大约50 kW)

3. 所需设备

• MAVOWATT 230, 240, 270 / HDPQ VISA PLUS, GUIDE PLUS, XPLORER PLUS 三相能量和电能质量分析仪标准配件（带鳄鱼夹的测量电缆、电源组）

• 柔性交流电流探头3个DRANFLEX/METRAFLEX 300MXBL或1个DRANFLEX/METRAFLEX 3003MXBL

注：由于在30Hz以下的频率下精度低，通常不能使用传统的电流互感器。

4. 设置

• 打开抗混叠滤波器（Set Anti-Aliasing）为ON。

• 在标称和频率（ Nominal (values) &Frequency）的设置页面中选择高级频率跟踪（Advanced Frequency Tracking） 为快速（Fast）[1]。可以为同步通道（Sync Channel）[2] 选择通道A电压（Channel A Volts） 或通道A电流（Channel A Amps）。对于变频器的输出测量，一般选择电流为同步信号。

• 在变频器输出端进行的测量通常涉及在相对较短的时间内（几分钟或几小时）进行功率测量，而不会检测到电压骤降 、中断等。这种情况下，选择持续数据记录（短间隔）（Continuous Data Logging） 是监测模式（Monitor Mode）的合适设置。选择此模式[1]，然后点击下⻚（NEXT）[2]。

5. 实测分析

• 图1显示了斩波器频率为6kHz、旋转频率为25.11Hz时未滤波（抗混叠Anti-Aliasing=OFF）输出电压和电流的波形。 显示的183.5 V电压有效值不正确 （过高）。

• 图2显示了被滤波的相同信号的波形（抗混叠Anti-Aliasing=ON）。 在6kHz时，滤波器还没有效，因此电压波形上仍然可以看到一些“噪声”。 但是显示的电压有效值123.0Vrms已经接近正确值120V。

• 图3显示了相应的实时电压&电流 （Volts & Amps）测量值。

• 图4显示了相应的实时功率 （POWER）测量值。

• 图5显示了斩波器频率为10kHz、旋转频率为25.11Hz时未滤波（抗混叠Anti-Aliasing=OFF）输出电压和电流的波形。 显示的184.5 V电压均方根值不正确 （过高）。

• 图6显示了被滤波的相同信号的波形（抗混叠Anti-Aliasing=ON）。 在10kHz时，显示出的有效性，因此电压波形看起来“纯净”。 显示的电压均方根值120.8Vrms现在是正确的。

• 图7显示了相应的实时电压&电流 （Volts & Amps）测量值。

• 图8显示了相应的实时功率 （POWER）测量值。

6. 用户范围

变频器、变频器驱动电机或包含此类设备的机器 （泵、压缩机、电梯、电动汽⻋等）的制造商或服务⼈员。