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变频器输出端的电能质量和功率测量

来源:德国GMC电能质量 发布时间:24-05-12 浏览:377 次

1. 背景/任务

如今,变速驱动器(VSD)的电动机主要由电子变频器供电。由于多种多样的原因,需要在此类设备上执行电参 数的测量。对于功率分析仪来说,在 FC 的电源输入端进行功率和能量测量通常不是问题,但是当必须在输出 侧测量这些参数时,大多数功率分析器都无法做到。在 MAVOWATT 2XX 系列功率分析仪中激活抗混叠滤波器 时,也可以直接在FC 驱动的电机上获得可行的结果。 

2. 限制条件

旋转磁场频率范围:约 15…100 Hz 开关(斩波器)频率范围:约 6…16 kHz(通常用于<50 kW 的电机) 

3. 所需设备

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MAVOWATT 230、240 或 270 三相能量和功率扰动分析 仪 带有标准附件(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  要么  1 个DRANFLEX/ METRAFLEX 3003MXBL  

注意:  由于频率低于 30 Hz 时精度低,通常无法使用常规的变压器型电流探 头。 

产品组 : MAVOWATT 230/240/270 

产品应用:电能质量分析仪变频器(FC)输出处的测量  

用户群体:FC 或 FC 驱动的电动机或装有此类设备的机器(泵,压 缩机,电梯,电动车辆等)的制造商或维修人员 

4. 准备         

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连接测量输入 电压和电流测量输入根据三相三角形 连接方案进行连接。  注意:  仪器还计算相对于虚拟中性点的相电 压和功率。如果将星形连接用于电动 机绕组,并且可用中性点,则也可以 使用三相星形连接方案。                  

5.设定      

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点初始窗口或概述页面。  

注意:  您始终可以通过点击左上角的公司徽标来返回初始窗口或概述页面。 

在高级设备设置参数的选择页面中, 点击设置抗混叠。  开启抗混叠滤波器。

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然后通过点击退出至上一个对话框。  注意:  为了在电子变频器的输出端进行测 量,必须打开滤波器,以使仪器可以 与低旋转磁场频率同步。  返回初始页面后,点击“开始/设置监 控” 图标点击选择列表中的设置向导以测量和 监视参数。  仔细阅读显示的操作说明,然后点击下 一步。 

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在“探头和缩放比例”设置页面中为 所有通道选择使用的电流探头[1],以 及它们选择的测量范围[2]和[3],然后 点击[下一步] [4]。 

 注意: 

 • 为了获得可靠的测量值,电动机电流 必须在测量范围的 10%至 120%之 内。

 • 由于没有在通道 D 上测量电流,因 此该通道的设置无关紧要。

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确认您已阅读警告,然后点按“我接受”进行下一步。 在“接线配置”的设置页面中选择三 相三角形连接方案[1]。  如果现在以额定速度启动电动机,则 仪器将确定电压和电流值是否足够高 以及它们的相角是否与所选的连接方 案[2]相匹配。结果显示出来,并可以 根据矢量图[3]进行检查。 然后点击下一步[4]。  1 2 3 4 在设置页面中为频率(标称值)和频率 选择快速[1]配置文件以进行频率跟 踪。  可以选择通道 A 电压或通道 A 电流为 同步通道[2]。  如果需要对电压,电流或频率进行极限 监控,请检查以确保输入了正确的标称 值,并在必要时进行更正[3]。  然后点击下一步[4]

在变频器输出上执行的测量通常涉及在 相对较短的时间段(几分钟或几小时) 内进行功率测量,而不会涉及到电压骤 降,中断等。  在这种情况下,连续数据记录是监视模 式的合适设置。选择此模式[1],然后 点击下一步[2]。  1 2 在“连续数据记录”监视模式下,作 为默认设置,每秒测量一次所有标准 测量量(电压,电流,功率等)。如 果需要更大的采样间隔,请点击“定 时间隔” [1],否则点击“下一 步” [2]。  1 2 在“定时间隔”设置窗口中,您可以 选择其他记录间隔[1],然后通过点 击 “完成” [2]进行确认。  注意:  在记录间隔大于 1 秒的情况下,将记录 所有标准参数在间隔期间出现的最小 值,最大值和平均值。对于谐波,间谐 波和非对称分量,将记录平均值和最大 值,但是当激活了抗混叠滤波器时,只 有在关注非对称分量时记录这些参数才 有意义。

第7页-27在随后出现的“结束”对话框中,您 可以通过单击“查看摘要”[1]来显示 选定的设置以供查看,并通过单 击“保存”[2]将它们保存到设备配置 文件中以备后用。  为了保存文件,系统会提示您在屏幕 上显示的键盘上输入文件名。为此使 用有意义的文件名。  1 23 如果当前配置仅用于在仪器上查看实 时测量数据,请点击下一步[3]。  但是,如果要记录测量数据,则必须 为记录[1]分配一个名称,并且您还可 以选择输入有关测量位置[2]的更多信 息以及其他注释。然后点击下一步 [3]。

 以下消息提示您做出适当的决定,然 后点击相应的按钮。  1 2 显示屏随后返回到概述页面。  如果已开始记录,则经过短暂的初始 化时间后,“监视状态”(即ON [1]) 和其他记录参数将显示在“监视摘 要” 下。  无论是否已经开始记录,您都可以通 过点击仪表图标[2]跳至实时测量数据 显示。  2 1 为了停止正在运行的录波,请在概述 页面中点击相应的图标[1]。  无论是否已经开始记录,您都可以通 过点击查看数据[2]跳转到记录的测量 数据的显示。

6.查看和分析数据                       

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实时测量数据可以各种查看格式显 示。通常,以数字值(文本显示仪表 [1])显示对于变频器功率测量最有意 义。  但是,除谐波视图外,所有其他显示 格式从根本上都可以使用。  显示瞬时电压电流 的数字测量值  将显示瞬时功率量数字测量值 

在示波器模式下显示瞬时电压电流 值,显示滤波后的信号  在相量视图中显示瞬时电压电流值  1 可以将连续数据记录模式下记录的数据 作为趋势图显示在仪器上并进行分析。  当然,借助 DranView 软件,可以在  PC上更方便,更全面地实现此任务。

 7.测量实例

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图 1 显示了斩波器频率为 6 kHz 且旋 转频率为 25.11 Hz 时未滤波(抗混 叠= OFF)输出电压和电流的波形。  显示的电压有效值  183.5 V 不正确(过高)。 

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图 2 显示了被滤波的相同信号的波形 ( 抗混叠 = ON ) 。 在 6 kHz时, 滤波器还没有完全发挥作用,因此在电 压波形上仍然可以看到一些“噪 声”。  但是显示的电压有效值 123.0 V 已经接 近正确值 120 V. 

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图 3 显示了相应的瞬时电压电流的数字 测量值。  

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图 4 显示相应的瞬时功率量数字测量值。 

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图 5 显示了斩波器频率为 10 kHz 且旋转频率为 25.11 Hz 时未滤波(抗混 叠= OFF)输出电压和电流的波形。  显示的电压有效值 184.5 V 再次不正确。  

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图 6 显示了被滤波的相同信号的波形 ( 抗混叠 = ON)。 在 10 kHz时, 滤波器显示出完全的有效性,因此电压波形看起来“干净”。  显示的电压有效值值 120.8 V 是正确 的。  图 7 显示了相应的瞬时电压电流数字测量值。图 8 显示相应的瞬时功率量数字测量值。

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