用Fluke 87V測(cè)量調(diào)速馬達(dá)

 
　　摘　要：介紹用Fluke 87V數(shù)字多用表測(cè)量調(diào)速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器輸入電壓/電流、輸出電壓/電流、直流母線電壓和馬達(dá)速率的方法。

　　福祿克新型的Fluke 87V數(shù)字多用表集成有可選的低通濾波器，可以**地測(cè)量驅(qū)動(dòng)器的輸出信號(hào)，其測(cè)試結(jié)果和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制器的顯示保持一致。技術(shù)人員再不必猜測(cè)驅(qū)動(dòng)器是否工作正常，直接可測(cè)得給定的控制設(shè)備的電壓、電流或頻率的準(zhǔn)確值。

1驅(qū)動(dòng)器測(cè)量
1.1輸入端的測(cè)量
　　任何高質(zhì)量的真有效值多用表均可測(cè)量輸入到調(diào)速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(ASD)的功率。在不帶負(fù)載時(shí)測(cè)量相—相電壓，電壓讀數(shù)之差應(yīng)該在2%范圍之內(nèi)。明顯的失衡會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)工作異常，一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即糾正。
1.2輸出端測(cè)量
　　ASD向馬達(dá)端子上輸出的是脈寬調(diào)制(PWM)的非正弦電壓信號(hào)，一般的真有效值數(shù)字多用表測(cè)得的是加到馬達(dá)上的非正弦信號(hào)的熱效應(yīng)值，而馬達(dá)控制器的輸出電壓讀數(shù)僅顯示基波成分(一般從30～60Hz)的真有效值。
　　產(chǎn)生這種矛盾的原因在于帶寬和屏蔽。現(xiàn)在許多真有效值數(shù)字多用表的帶寬達(dá)20kHz或更寬，使其不但能夠響應(yīng)基波成分(這是馬達(dá)真正響應(yīng)的成分)，而且會(huì)響應(yīng)脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的高頻成分。如果數(shù)字多用表沒有屏蔽掉高頻噪聲的話，驅(qū)動(dòng)控制器的高頻噪聲電平就會(huì)造成測(cè)量結(jié)果的大偏差。就是采取了帶寬和屏蔽措施，許多真有效值多用表所顯示的讀數(shù)仍然會(huì)比驅(qū)動(dòng)控制器所顯示的值高出20%～30%。
　　福祿克的新型87V多用表采用了可選的低通濾波器，在排障時(shí)，可在驅(qū)動(dòng)本身或馬達(dá)端子上**測(cè)量驅(qū)動(dòng)器輸出側(cè)的電壓、電流和頻率。利用濾波器，87V多用表讀出的電壓和頻率(馬達(dá)頻率)和相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)控制顯示屏的顯示(如果有的話)相一致。當(dāng)驅(qū)動(dòng)沒有顯示屏可供觀察時(shí)，在馬達(dá)的位置進(jìn)行這些測(cè)量是非常有用的。
1.3**地測(cè)量
　　在進(jìn)行任何電氣測(cè)量之前，應(yīng)該掌握相關(guān)的**知識(shí)。如果使用不當(dāng)，任何儀器都不能保證****，并且許多設(shè)備根本就不適合測(cè)量調(diào)速馬達(dá)。另外，在特殊的工作環(huán)境和進(jìn)行特殊的測(cè)量時(shí)還要使用必要的個(gè)人防護(hù)用品。如果可能的話，盡量不要一個(gè)人單獨(dú)工作。
　　IEC 61010標(biāo)準(zhǔn)**版為測(cè)試設(shè)備的**規(guī)定了兩個(gè)基數(shù)；額定電壓和測(cè)量種類級(jí)別，額定電壓是設(shè)備能夠進(jìn)行測(cè)量的*大連續(xù)工作電壓，種類級(jí)別描述了給定種類的測(cè)量環(huán)境。大多數(shù)三相ASD被認(rèn)為屬于CAT Ⅲ類測(cè)量環(huán)境，使用480V或600V配電系統(tǒng)提供電源。在使用數(shù)字多用表對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)確保其至少滿足CAT Ⅲ 600V的要求，*好滿足CAT Ⅳ 600V/CAT Ⅲ 1000V的要求。種類級(jí)別和電壓極限一般會(huì)在前面板的輸入端子上查到。新型的Fluke 87V同時(shí)滿足CAT Ⅳ 600V和CAT Ⅲ 1000V的要求，可確保操作人的人身**。

2用Fluke 87V測(cè)量
　　以下的測(cè)量程序都是針對(duì)利用87V多用表在控制板的端子板上測(cè)量480V的三相驅(qū)動(dòng)裝置而設(shè)計(jì)的。這些程序同樣適用于由單相或三相電源供電的較低電壓的三相驅(qū)動(dòng)。在進(jìn)行這些測(cè)試時(shí)，馬達(dá)運(yùn)行于50Hz的頻率下。
2.1輸入電壓
　　測(cè)量連接到驅(qū)動(dòng)器輸入端的交流電壓。
　　(1)選擇87V多用表的交流電壓功能；
　　(2)將黑色探頭連接至其中一個(gè)三相輸入端子，該端將作為參考相；
　　(3)將紅色探頭連接至剩下兩相的其中一相的輸入端子，記錄讀數(shù)；
　　(4)保留黑色探頭不動(dòng)，將紅色探頭連接至第三相輸入端子，記錄讀數(shù)；
　　(5)確保這兩個(gè)讀數(shù)之差不超過2%。
2.2輸入電流
　　在測(cè)量輸入電流時(shí)一般都需要一個(gè)電流鉗附件。
　　交流電流鉗
　　(1)將電流鉗連接至87V多用表的公共端和400mA輸入插孔；
　　(2)選擇mA/A AC(交流電流)功能；
　　(3)依次用電流鉗夾住每一輸入電流的相線，并記錄各自的讀數(shù)。由于這些電流鉗在每1A的電流下輸出1mA的電流，所以87V多用表上顯示的毫安讀數(shù)值即為以安培為單位的實(shí)際相電流值。
　　霍爾效應(yīng)型(AC/DC)電流鉗
　　(1)將電流鉗連接至87V多用表的公共端和V/Ω輸入插孔；
　　(2)選擇87V多用表的交流電壓功能；
　　(3)按下黃色的按鈕，使用低通濾波器。這樣，多用表即可抑制驅(qū)動(dòng)控制器產(chǎn)生的所有高頻噪聲。一旦使用了低通濾波器，多用表即處于600mV手動(dòng)量程模式下；
　　(4)依次用電流鉗夾住每一輸入電源的相線，并記錄各自的讀數(shù)。由于這些電流鉗在每1A的電流下輸出1mV的電壓，所以多用表上顯示的毫伏讀數(shù)值即為以安培為單位的實(shí)際相電流值。
2.3輸出電壓
　　在驅(qū)動(dòng)器或馬達(dá)端子上測(cè)量交流輸出電壓。
　　(1)將黑色測(cè)試線插入到公共插孔，紅色測(cè)試線插入到V/Ω插孔；
　　(2)選擇87V的交流電壓功能；
　　(3)將黑色探頭連接至其中一個(gè)三相輸出電壓或馬達(dá)端子，該端將作為參考相；
　　(4)將紅色探頭連接至剩下兩相的其中一相的輸出電壓或馬達(dá)端子；
　　(5)按下黃色按鈕，使用低通濾波器，記錄下讀數(shù)；
　　(6)保留黑色探頭不動(dòng)，將紅色探頭連接至第三相輸出電壓或馬達(dá)端子，記錄讀數(shù)；
　　(7)確保這兩個(gè)讀數(shù)之差不超過2%，讀數(shù)應(yīng)該和控制器顯示屏(如果有的話)顯示的值一致；
　　(8)如果不使用低通濾波器，多用表測(cè)得的輸出電壓讀數(shù)將會(huì)高出10%～30%。
2.4馬達(dá)速率
　　測(cè)量馬達(dá)速率時(shí)，將電壓作為參考，并使用低通濾波器進(jìn)行頻率測(cè)量即可，可以在任意兩個(gè)相電壓或馬達(dá)端子之間進(jìn)行測(cè)量。
　　(1)將黑色測(cè)試線插入到公共插孔，將紅色測(cè)試線插入到V/Ω插孔；
　　(2)選擇87V多用表的交流電壓功能；
　　(3)將黑色探頭連接至其中一個(gè)三相輸出電壓或馬達(dá)端子，該端將作為參考相；
　　(4)將紅色探頭連接至剩下兩相的其中一相輸出電壓或馬達(dá)端子；
　　(5)按下黃色按鈕，使用低通濾波器；
　　(6)按下Hz(赫茲)按鈕，以Hz為單位顯示的讀數(shù)即是馬達(dá)的速率。
2.5輸出電流
　　像測(cè)量輸入電流一樣，測(cè)量輸出電流通常也需要電流鉗附件。方法同上。
2.6用霍爾效應(yīng)型(AC/DC)電流鉗測(cè)量馬達(dá)速度
　　對(duì)于那些至少需要20A工作電流的馬達(dá)，通過使用電流鉗測(cè)量頻率可確定馬達(dá)速率。直到現(xiàn)在，噪聲一直是影響使用霍爾效應(yīng)型電流鉗測(cè)量電流的準(zhǔn)確度的因素。以下是如何使用低通濾波器進(jìn)行**測(cè)量的方法。
　　(1)將電流鉗連接至87V多用表的公共端和V/Ω輸入插孔；
　　(2)選擇多用表的交流電壓功能；
　　(3)按下黃色的按鈕，使用低通濾波器；
　　(4)用電流鉗夾住其中一根輸出相線，確認(rèn)87V多用表的電流讀數(shù)至少為20A(顯示為20mV)；
　　(5)按下Hz(赫茲)按鈕，現(xiàn)在儀表將馬達(dá)速率顯示為頻率測(cè)量的結(jié)果。
2.7直流母線測(cè)量
　　直流母線的電壓大約為相一相輸入電壓的1.414倍。對(duì)于480V的輸入來說，直流母線的電壓應(yīng)該接近679VDC。在驅(qū)動(dòng)端子板上，直流母線一般被標(biāo)以DC+、DC-或B+、B-。測(cè)量可按以下步驟進(jìn)行。
　　(1)選擇87V的直流電壓功能；
　　(2)將黑色的探頭連接至DC-或B-端子；
　　(3)將紅色的探頭連接至DC+或B+端子。
　　母線電壓應(yīng)該和上述例子中提到的電壓相對(duì)應(yīng)，并且相對(duì)穩(wěn)定。為了檢查母線上交流紋波的總量，將87V多用表的功能切換至交流電壓功能。對(duì)于一些小型的驅(qū)動(dòng)，只有將驅(qū)動(dòng)器拆開，才可測(cè)量母線。如果接觸不到母線，則可以利用87V多用表的*小/*大峰值功能通過輸出電壓信號(hào)測(cè)量直流母線的電壓。
　　(1)將黑色測(cè)試線插入到公共插孔，將紅色測(cè)試線插入到V/Ω插孔；
　　(2)選擇87V多用表的交流電壓功能；
　　(3)將黑色探頭連接至其中一個(gè)三相輸出電壓或馬達(dá)端子，該端子將作為參考相；
　　(4)將紅色探頭連接至剩下兩相的其中一相的輸出電壓或馬達(dá)端子；
　　(5)按下MIN MAX(*小值/*大值)按鈕；
　　(6)按下(*小/*大峰值)按鈕；
　　(7)在*小/*大峰值功能下顯示的讀數(shù)即為直流母線電壓值。

3準(zhǔn)確度和**
　　調(diào)速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(ASD)為工業(yè)帶來了很大的好處，可節(jié)省能源、實(shí)現(xiàn)更**地控制、延長(zhǎng)馬達(dá)和設(shè)備的使用壽命。使用87V多用表所帶的濾波器，技術(shù)人員可以**地測(cè)量ASD馬達(dá)的電壓和頻率，并確保其工作正常。
　　除了可以**地測(cè)量ASD外，Fluke 87V多用表還具有新型的溫度計(jì)功能，滿足CAT Ⅳ 600和CAT Ⅲ 1000V環(huán)境使用的要求，可以承受高達(dá)8kV的電壓脈沖，大大降低了浪涌和擊穿的危險(xiǎn)。