福禄克MDA550解决变频器问题从根源解决的诀窍！MDA550电机驱动分析仪操作简单，只需要选择一个测试项目，分析仪就会显示出进行连接电压和电流的图形，指导用户进行快速而简单地连接，连接完成会自动对电机的驱动进行测量，MDA550使电机驱动故障的排除变得十分简单化了。MDA550电机驱动分析仪内置可编辑功能，对电机驱动故障分析后，可通过编辑功能把故障排除生成报告，预设的测量配置文件可以把捕获到的每个关键电机驱动部件所需的测试数据进行输入/输出到直流母线和电机本身，还可以帮助安全定位和排除逆变器型电机驱动系统的典型问题。

本次案例选择企业中常见的交-直-交的变频器来进行分析。其电路的路径是从市电输入到变频器的内部以及输出，很后传输到驱动电机的负载。在传输的整个过程中，会经过三个主要的电路，包括整流器的电路、滤波的电路和逆变器的电路。在经过整流和滤波的电器后，市电先转变为直流电，控制系统与IGBT之间的逆变器为PWM的调制信号。实际的过程中，还包含了制动电路，用来吸收负载端的电冲击。

这次变频器的波形测试将会通过FLUKE MDA550变频电机分析仪和模拟试验台进行测试分析。福禄克MDA550变频电机分析仪-变频器波形测试方案。

                                   

市电输入（Drive Input）的输入部分的波形测试接近电能质量。用户可以从电压值的比较和谐波分析开始。

电源电压的解决方法，RMS电压与标称电压进行比较，超过10%则表示电源电压有问题。如果电压超过限制，要先检查电流是否满足本地电流容量和导体的尺寸是否符合当前规格，再将频率与额定频率进行比较 (0.5Hz会导致问题)，很后检查驱动输入电压正弦波的平顶。

 

作为一种典型的非线性负载，电流谐波的产生是客观存在的，可以通过谐波分析函数来观察谐波分量。如果总谐波失真率超过6%，则可能存在潜在问题。识别主谐波时间，均匀谐波含量过高可能意味着整流器故障。

直流母线（Drive DC-BUS）

电压直流电平 (DC电平) 用于检查内部直流母线的值和稳定性以及功率反馈和制动的影响。除IGBT外，电压通常为RMS线电压的1.31 ~ 1.41倍。

交流纹波（AC Ripple）在经过交流转换为直流后，支流总线包含轻微的交流分量，波纹形状取决于交流到直流的原理。如果纹波峰值不规则，其中一个整流器可能会出现故障。

超过40V的纹波电压很有可能是由于电容器故障引起的，或者对于所连接的电机和负载，驱动额定值可能太低。变频输出（Drive out），逆变器输出PWM电压调制信号。福禄克MDA550的相应功能可以测试相对相位的高压峰值，并检查dV/dt读数指示的开关脉冲梯度是否在电机绝缘规格范围内。

 

高压峰值可能会损坏电机绝缘和驱动输出电路，并导致驱动系统跳闸。超过标称电压的50%是一个严重的问题。该测试可以相对检测开关频率，并可以识别可能损坏电机绝缘的高压接地峰值。相对总线端也可用于测量开关频率，识别IGBT的问题，或检查信号是否会出现上下浮动以指示系统接地问题。

  

交流电机设计用于恒定强度磁场 (磁通量)。磁场强度与电压 (V) 与频率 (Hz) 或V/Hz之比成比例。用户可以检查V/Hz是否在电机的指定范围内。如果V/Hz过高，则电机可能过热；如果V/Hz过低，则电机可能损失转矩；频率稳定但电压不稳定表明直流总线出现问题；频率不稳定但电压稳定则表面IGBT出现问题；频率和电压都不稳定则表明控速电路出现问题。

 

电机输入（Motor input）测量，用于确定反射电压的影响。当超限制远高于驱动输出测量值时，这是由于反射所致。原因可能是长电缆的等级不正确或连接松动。之前常说的过冲电压，又称反射电压，即出自于此。

  

与以前的逆变器输出相比，电机输入的峰值明显高于前者。这实际上是导致电机转弯短路烧毁的罪魁祸首。

明确这些，就可以对类似的事故进行明确的分析。也就是说，该峰值电压是否超出了电机的匝间绝缘的电压值。如果超过电压值，则是前者的驱动端的问题，可以通过电抗器、电缆更换或高绝缘电机更换来解决。Fluke 4通道的MDA550电机驱动分析仪是为变频驱动系统专门孕育而生的测试专家，其包含专业变频驱动分析功能、流程式操作说明、直观波形结果、轴电压测试附件（MDA550）、通道隔离的示波表功能、录波功能、电能端软件和数据导出分析功能。

Measurement Function	Specification
DC voltage (V dc)
Maximum voltage with 10:1 or 100:1 probe	1000 V
Maximum resolution with 10:1 or 100:1 probe	1 mV
Full scale reading	999 counts
Accuracy at 4 s to 10 us/div	± (3 % + 6 counts)
AC voltage (V ac)
Maximum voltage with 10:1 or 100:1 probe	1000 V
Maximum resolution with 10:1 or 100:1 probe	1 mV
Full scale reading	999 counts
50 Hz	± (3 % + 10 counts) - 0.6 %
60 Hz	± (3 % + 10 counts) - 0.4 %
60 Hz to 20 kHz	± (4 % + 15 counts)
20 kHz to 1 MHz	± (6 % + 20 counts)
1 MHz to 25 MHz	± (10 % + 20 counts)
True-rms voltage (V ac+dc)
Maximum voltage with 10:1 or 100:1 probe	1000 V
Maximum resolution with 10:1 or 100:1 probe	1 mV
Full scale reading	1100 counts
DC to 60 Hz	± (3 % + 10 counts)
60 Hz to 20 kHz	± ( 4 % + 15 counts)
20 kHz to 1 MHz	± (6 % + 20 counts)
1 MHz to 25 MHz	± ( 10 % + 20 counts)
PWM voltage (V pwm)
Purpose	To measure on pulse width modulated signals, like motor drive inverter outputs
Principle	Readings show the effective voltage based on the average value of samples over a whole number of periods of the fundamental frequency
Accuracy	As Vac+dc for sinewave signals
Peak voltage (V peak)
Modes	Max peak, min peak, or pk-to-pk
Maximum voltage with 10:1 or 100:1 probe	1000 V
Maximum resolution with 10:1 or 100:1 probe	10 mV
Accuracy
Max peak, min peak	± 0.2 division
Pk-to-pk	± 0.4 division
Full scale reading	800 counts

文章来源于测试仪器