Измерения характеристик трёхфазных частотно-регулируемых приводов (ЧРП)

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.

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

Direct Quadrature Zero (DQ0)

Vector control systems use Clarke and Park transforms to simplify three-phase signals into D and Q control vectors. Being able to measure these vectors lets you confirm that the control system is working as expected.  Unfortunately, these important variables are often calculated in real time, deep within the control system, and are not brought out as external signals. 

DQ0 measurements (Opt. IMDA-DQ0) on Tektronix 5/6 Series oscilloscopes use signal processing to calculate and measure the D and Q vectors based on the drive’s output signals, so you can compare actual versus expected performance. Results are displayed as phasors, transformed waveforms, and scalar values.  

The DQ0 results are displayed as phasors, transformed waveforms, and scalar values.

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.