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主题:【话题】在线式变频器输出电力信号测量的技术

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变频器是用于控制三相异步电机转速的基本设备,目前的变频器一般采用PWM波形调制技术,其输出波形是频率6KH z~20KHz的脉宽调制的矩形波,其电压大小基本正比于矩形波的占空比,而该PWM波形在通过电机绕组后,由于电机绕组呈现感性,相当于一个低通滤波器,其电流波形基本呈正弦波的特点,这就为变频器的输出测量带来很大的困扰,2种不同类型的波形如何测量有效值,功率值,功率因数等,是一个困扰很多客户的问题。
这样的波形是不是不需要测量了,仅仅通过变频器的输入端测量就可以了呢,回答是否定的,变频器的输入端通过一个大的滤波电容后,导致输入和输出之间有了很大的滞后,而且,变频器在不同的功率点损耗不一致,很难通过变频器的输入功率去推算变频器的输出功率。
而使用变频器的场合越来越多,变频器的输出测量成了困扰很多客户的问题。
理论上讲,可以通过远远高于信号载波频率的采样率去采样电压和电流数据,通过数字信号处理的算法,进行运算。这样的方法其一是成本高,运算量大,其二,变频器的载波频率随着电力电子器件的发展,其载波频率一直在提高,也许可以适应目前载波频率的测量技术无法满足以后的需要。
20KHZ的载波因为其为矩形波,按照19倍谐波计算,其带宽达到380KHZ,采样率至少要760khz,一般需要1.52M的采样率,而且要6个通道同时采样,这需要一个专业的DSP处理器,复杂的运算,而且两种不同类型的波形计算和相位补偿也是很大的问题。
最后修改:2026/9/7 10:44:11
26-09-02 15:25
其输出电压波形UA/UN间为PWM矩形波信号,通过PT501隔离后,通过由U501B,R500,R530,C500,C507构成的二阶低通滤波器后。因为低通滤波器的带宽设定为远低于载波频率,高次谐波被滤除,其输出接近为正弦波。
为了弥补电压和电流信号之间的相位差,电流信号也接有一个相同带宽的滤波器,其输出也接近正弦波。
图表1,图表2仅画出了A相的电路图,B相和C相采用同样的电路。
因为最终驱动电机旋转磁场的信号还是接近正弦波的信号,所以,这种通过滤波器的线性信号变换并不会影响信号的大小和性质。
26-09-03 16:22
图没传上来
26-09-04 08:51

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