美國FLUKE福祿克電流鉗的專(zhuān)業(yè)檢測方式

    美國福祿克公司是的三大電子測試儀器儀表的跨國生產(chǎn)廠(chǎng)商之一。 從去年年底推出的技術(shù)新型190CC系列萬(wàn)用示波表已經(jīng)在電力，電子設備行業(yè)贏(yíng)得了盛譽(yù)，甚至不經(jīng)常選示波器作為診斷工具的工程師也在使用190CC系列。

     在本文，福祿克的產(chǎn)品專(zhuān)家解釋了隔離輸入的特性是如何使該儀器具備了從現場(chǎng)服務(wù)，系統集成一直到系統開(kāi)發(fā)的整體應用能力。 現在，所有的現代電源控制系統都具備控制電路，這些控制電路在電氣上是同電力電子設備隔離的?；谖⑿涂刂破鞯倪壿嬰娐芬话愣脊ぷ髟?到5V的電壓下，而電力電子設備則是由三相380V的電源驅動(dòng)的。而且這樣的系統有可能有一個(gè)或幾個(gè)浮動(dòng)的部分，所以不能認為它們是共地的。

     在這樣一個(gè)系統中選擇測試點(diǎn)是非常棘手的事，因為潛在的電壓差可能高達幾百伏。所以在測量同時(shí)有控制和電源回路的情況下通常會(huì )分成兩個(gè)步驟進(jìn)行，把測量高電壓和低電壓分開(kāi)，這樣就可以避免高電壓對電子設備以及人身的傷害。但這種測試方法的缺點(diǎn)是測試不能同時(shí)進(jìn)行，這就意味著(zhù)在測試具有關(guān)聯(lián)性的故障時(shí)非常困難。 當然您可以使用兩tai獨立的儀器來(lái)同時(shí)測量，但是當分析時(shí)序關(guān)系時(shí)這樣的方法就無(wú)能為力了。一種比較好的方法就是使用一臺雙通道輸入的儀器，如福祿克公司生產(chǎn)的高性能的190C系列便攜式萬(wàn)用示波表。 隔離輸入 標準雙通道輸入的示波器的兩個(gè)輸入端是共地的，而190C系列萬(wàn)用示波表的兩個(gè)輸入端則是*隔離的，這意味著(zhù)您可以在兩個(gè)輸入端子同時(shí)安全地接入相差很大的電壓。

     輸入端子間的隔離的安全等級高達二類(lèi)1000V(CATII)和三類(lèi)600V(CATIII)。 CAT是IEC定義的測量?jì)x器的安全等級。它不但定義了測量?jì)x表的大額定電壓，還規定了儀表所使用的環(huán)境，即過(guò)壓分類(lèi)－CATIII比CATII要求更嚴格。190C系列萬(wàn)用示波表的每個(gè)輸入端子的浮動(dòng)電壓（在端子和地之間的大電壓）也高達二類(lèi)1000V和三類(lèi)600V。根據這些分類(lèi)，可以看出190C系列萬(wàn)用示波表無(wú)論在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域或是工業(yè)應用當中都是非常安全的。 這與其他很多示波器形成了鮮明的對比，很少示波器能提供雙隔離輸入。即使有些示波器有隔離輸入，隔離電壓也是很低的，差不多只有30V，有些需要配相應的探頭才能達到300V。在工業(yè)環(huán)境中300V到400V的電壓是常見(jiàn)的，這時(shí)能否使用這樣的示波器便很成問(wèn)題。 普通的標準臺式示波器在使用中經(jīng)常不接地（非法的），這就使輸入端子浮空，從而大大的增加了人身傷害的危險甚至發(fā)生觸電事故，而190C系列萬(wàn)用示波表的浮動(dòng)電壓指標意味著(zhù)它安全性能的大大地提高了很多。

     使用190CC系列萬(wàn)用示波表，即使是在不熟悉的環(huán)境中，只要采取一些常識性的預防措施就您就可以放心的進(jìn)行測量。實(shí)際上，即使兩個(gè)輸入端子接上*相反的電源電壓也不會(huì )對儀器或其他電路造成任何破壞。 不僅在安全方面，190CC系列萬(wàn)用示波表的高達2.5GS/S的采樣率在測量高頻輸入和輸出信號時(shí)也非常理想。它的“即觸即測”(Connect-and-Viewä)自動(dòng)觸發(fā)功能可以自動(dòng)設置正確的觸發(fā)條件，這就使得包括電動(dòng)機驅動(dòng)和控制信號在內的各種信號的觸發(fā)變的非常簡(jiǎn)單，您就可以更快地排除故障。

     解決電動(dòng)機和變頻器的故障 一種常見(jiàn)的電動(dòng)機驅動(dòng)就是PWM脈寬調制變頻器，在這些變頻器中，半導體開(kāi)關(guān)，例如可控硅或現在更常見(jiàn)的IGBT（雙門(mén)隔離變換器），通過(guò)由微處理器控制的電路觸發(fā)，從而產(chǎn)生穩定的電壓脈寬調制輸出來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機驅動(dòng)。 脈寬調制變頻器電路原理圖 輸出電壓實(shí)際上是一系列一定數量的正的或負的脈沖，在每個(gè)脈沖周期中變化的脈寬形成了變化的平均電壓:脈寬越寬，平均電壓越高。如果在電源電壓波形周期的前部和后部這些開(kāi)關(guān)被觸發(fā)產(chǎn)生窄的脈沖，而在中間部分產(chǎn)生寬的波形，那么輸出電壓的平均值就會(huì )接近主線(xiàn)頻率的正弦波。

     盡管輸出電壓看起來(lái)有些變形，但是電動(dòng)機的很大的自感應使電流平滑恢復到正弦波的形狀，電動(dòng)機也就可以平滑地運行了。通過(guò)改變脈沖的時(shí)鐘比率，輸出頻率，電動(dòng)機速度就可以改變。 在電動(dòng)機端子同時(shí)測量脈寬調制變頻器的電壓和電流的波形 三相感應電動(dòng)機的一種典型故障就是其中的一相突然失電。在這種情況下另外兩相線(xiàn)圈就會(huì )產(chǎn)生更大的電流，從而引起溫度升高并可能引起電動(dòng)機提前故障。單相失電很難察覺(jué)，除了溫度升高和一些扭矩和平滑性的下降以外，電動(dòng)機看起來(lái)運行正常。對單相的測量很困難，因為如果在電動(dòng)機端子測量電壓，電壓值會(huì )顯示正常，因為旋轉的線(xiàn)圈類(lèi)似一個(gè)發(fā)電機，會(huì )在開(kāi)相的線(xiàn)圈中產(chǎn)生電壓。

     好的測量方法就是對三相都進(jìn)行電流測量，這樣才能找出沒(méi)有電流的開(kāi)路的一相。 如果檢測到了這樣的情況，問(wèn)題可能是出在電動(dòng)機本身或驅動(dòng)電路。為了確認情況，有必要檢查IGBT的輸出并和微型控制器的輸出脈沖比較。這樣就可以體現190CC系列萬(wàn)用示波表的隔離輸入。在普通示波器上想同時(shí)觀(guān)察這兩個(gè)信號是不可能的，因為電壓相差很大。使用190C系列萬(wàn)用示波表就*沒(méi)有問(wèn)題。如圖所示，輸入端子A設置成檢測控制回路輸出脈沖5V觸發(fā),而輸入端子B被設定測量IGBT的輸出，電壓高達400V。從屏幕上的顯示可以清楚的看到兩個(gè)信號基于時(shí)間的聯(lián)系，可以看出在這個(gè)例子中IGBT的輸出是正確的。 控制電路的觸發(fā)脈沖和電動(dòng)機中IGBT輸出之間的關(guān)系。

     調試開(kāi)關(guān)電源 在電動(dòng)機的驅動(dòng)裝置中，是依靠頻率的改變來(lái)控制電動(dòng)機的轉速，而開(kāi)關(guān)電源的頻率是固定的。而且對于開(kāi)關(guān)電源一個(gè)關(guān)鍵的性能就是針對不同負載的穩定性－如果負載變化，電源必須要通過(guò)一個(gè)反饋回路實(shí)現快速反應，重新使輸出電壓穩定，使電壓上下波動(dòng)降到低。如果性能不好則可能導致系統故障。

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