原创 万用示波表在变频器分析测量中的应用

概述

智能变频器作为一种调速装置以其多用途、高可靠性和高数节能而广泛地用于各种马达控制上，如冶金、造纸、电子产品装配等生产线。在生产当中变频器一旦发生故障;尤其是出现板级故障的，单凭经验有时很难作出正确判断，这时候有必要借助高性能的测试仪器进行故障分析。fluke192b便携式万用示波器集示波器、万用表、无纸记录仪于一体，并且具有60mhz的带宽，是现代电力电子装置的较为理想的测试和维护工具。

通用变频器工作原理

通用变频器采用工频交流电整流成直流电，再把直流电逆变成频率、电压都连续可调的三相交流电，即交-直-交方式。所谓“通用”包含着两方面的含义：一是可以和通用的笼型异步电动机配套使用;二是具有多种可供选择的功能，适用于各种不同性质的负载。图1绘出了一种典型的数字控制通用变频器-异步电动机调速系统原理图。

图1 数控通用变频器—异步电机调速系统

现代脉宽调制pwm变频器的控制电路大都是以微处理器为核心的数字电路，其功能主要是接受各种设定信息和指令，再根据它们的要求形成驱动逆变器工作的pwm信号(见图2)。

变频器的波形分析测量

图2 pwm变频器的脉冲发生器

万用示波表可用于检测分析变频器逆变(ui)部分的栅极pwm驱动信号，以及输出电压波形。以下以芬兰vacon公司cx系列变频器作为参考。

1)首先将专用的栅极适配器(gs1)连接至示波器的输入通道。再将gs1的3个栅极接头(x9，x11，x13)连接至功率板对应的栅极插槽上。

2)用直流电源给待测功率板和控制板供电，连接示波器至测试点,通过flukeview4.2监视软件观察u、v、w三相的spwm波。当dc供电线的电压达到额定值时，igbt晶闸管的三相上下半桥的栅极电压应为-12v左右，以使igbt截止，图3。

图3 igbt的栅极波形

3)然后运行在0hz，观察每相上下半桥的spwm波的调制频率是否正常(对于不同的功率板此频率不同，此板显示为733.7hz)，图4。

图4 调制频率波形

4)调节400v交流电源至给定频率50hz,观察pwm 输出电压波形，图5。从该波形可以看出纹波比较小输出比较稳定。

图5 pwm输出电压波形

5)最后，利用flukeview4.2提供的测试报告宏模板自动生成一份极具价值的测试分析报告。

结语

以上波形全部是在fluke独特的‘即触即测’自动触发模式下测试的，方便快捷。另外可用该示波器的万用表对变频器的整流桥二极管和逆变桥igbt进行精确电压测量，限于篇幅在此不再赘述。

参考文献：

1. 曾毅等. 调速控制系统的设计与维护. 山东科学技术出版社， 2002年1月。

2. vacon drives co.,ltd. cx user manual. finland.

3. fluke 电气电子测试工具样本。