变频调速测试技术

变频器输出为基波频率变化的PWM波，其测量方法与传统的工频正弦波测量有较大的区别。

1、通常我们说的变频器输出380V、50Hz，是指其基波(正弦波)为380V、50Hz。变频器实际输出波形为PWM波，除了基波外，还包含载波信号。载波信号频率要比基波高得多，且是方波信号，包含大量的高次谐波。

2、普通万用表一般只能测量45~66Hz或45~440Hz的交流正弦波。部分真有效值万用表的测量频率范围要宽得多，许多人认为可以用于变频测量、测试。其实不然，因为这种表测量结果把基波和载波都包含进去了。比如上述变频器，380V输出时，测量结果一般在400V以上。

3、用于变频测试的仪表应具备在各种PWM波形中分解出其基波的能力，严格测量需采用数字信号处理的方式，也就是高速采样得到样本序列，再对样本序列进行离散傅里叶变换，得到基波有幅值、相位及各次谐波的幅值和相位。

4、也有一种思路认为校准平均值(MEAN)可以替代变频器输出PWM信号中的基波成分的有效值。校准平均值在理论上等于正弦波的真有效值，等于正弦调制PWM波形的基波有效值，且实现简单;因此，MEAN值在许多仪器仪表中用于替代正谐波的有效值(RMS)或PWM的基波有效值(H01)的测量。但是，变频调速技术日新月异，非正弦调制PWM的应用越来越多，而且，一般变频器使用者通常并不了解自己的变频器采用何种调制模式，MEAN值在PWM测量中局限性越来越大。

因此，变频调速系统的电参数测试应采用具备合适带宽的变频电量变送器(包括变频电压传感器、变频电流传感器和电压电流组合式的变频功率传感器)及宽频功率分析仪(也称变频功率分析仪)，宽频功率分析仪对信号进行高速交流采样后进行频谱分析，可以实时运算电压、电流的基波有效值及基波功率，还可计算电压、电流的真有效值、有功功率及相关谐波参数。

三相异步电动机转速公式为:n=60f(1-s)/p 从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可达到改变转速的目的。从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转速两种。 在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。 从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中;电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中;液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。

变频调速器(frequency changer / frequency converter)是一种用来改变交流电频率的电气设备。此外，它还具有改变交流电电压的辅助功能。

过去，变频调速器一般被包含在电动发电机、旋转转换器等电气设备中。随着半导体电子设备的出现，人们已经可以生产完全独立的变频调速器。

对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。

YVP变频调速电机（全称：YVP系列变频调速异步电动机）是一种变更供电频率，达到电机调速的目的，它依据的原理（公式）：n=60f/p

由上述公式看出，当电机极数（p）一定时，频率变更，电机每分钟转速（n）必然变更（成正比），

通过变频器一般频率变更在10-60HZ（赫兹）之间，但也可延伸至5-100HZ。 变频电机必须与变频器配合使用。目前国际上普遍采用变频调速，因为变频调速有以下优点：

1、效率高、节能显著；

2、调速平滑能在5-100HZ范围内无级调速。

3、低频起动时力矩参负载冲击小；

4、起动电流小，不用附加起动设备；

5、体积小、重量轻、安装尺寸和Y系列相同；

6、在风罩内装有轴流风机，在各种转速下，均有良好的冷却效果；

7、应用范围广，在50HZ以下可作恒转矩运行，在50HZ以上可作恒功率运行；

8、较电磁调速电机结构简单，使用可靠，维修方便。