如果你的工作經常和變頻器或者變頻驅動相關，是否會遇到以下問題：

新安裝的電機就燒了，就是誰的責任？

變頻器諧波異常，具體是什么原因？

電機噪音大，一直發熱，什么原因？

我們本次選擇企業中常見的交-直-交的變頻器來進行探討。

其簡化電路如下。

從市電輸入（Drive input），到變頻器內部與輸出（Drive output），最后驅動電機負載（Motor）

之中整個流程，變頻器的內部包攬3個主要電路——整流電路、濾波電路、逆變電路。市電經過整流和濾波先變成直流，在通過控制系統與IGBT逆變為PWM調制信號。實際過程中，還包含制動電路，用于吸收負載端的電沖擊。

本次介紹的變頻器波形測試，我們將采用福祿克MDA550變頻電機分析儀以及模擬測試臺來進行實測。

市電輸入（Drive Input）

輸入端部分的波形測試與電能質量有所貼近。可以從電壓值的比較，諧波分析進行著手

RMS電壓與標稱電壓進行比較，超出10%以上表示電源電壓存在問題

如果電壓超限：

o   檢查電流是否符合局部電流容量

o   檢查導線尺寸是否符合電流規格

o   將頻率與額定頻率進行比較（0.5Hz即會產生問題）

o   檢查驅動輸入電壓正弦波的平頂

變頻器作為典型非線性負載，電流諧波的產生是客觀存在的，可以通過諧波分析功能來查看諧波分量。

如果THD總諧波畸變率超過6%，則可能存在潛在問題。識別出主要諧波次數，過高的偶次諧波含量可能意味著整流器的故障

直流母線（Drive DC-BUS）

電壓直流電平（DC Level）用來檢查內部直流總線的數值和穩定性及功率反饋和制動的影響。除了IGBT外，電壓通常為RMS線電壓的1.31~1.41倍。

交流紋波（AC Ripple）

交流轉換為直流后，支流總線包含輕微的交流分量，紋波形狀取決于交流轉直流原理。如果紋波峰值出現呈不規律狀態，則其中一個整流器可能出現故障。

超過40V的紋波電壓可能由電容器故障引起，或者驅動額定值對于所連接電機和負載過低

變頻輸出（Drive out）

變頻器輸出的是PWM電壓調制信號，福祿克MDA550對應功能可以測試相對相的高電壓峰值，檢查dV/dt 讀數指示的開關脈沖陡度是否處于電機絕緣規格范圍內。

高電壓峰值可能損壞電機絕緣和驅動輸出電路，并導致驅動系統跳閘。超過標稱電壓50%以上屬于嚴重問題。

測試相對地可以檢測開關頻率，并識別可能損壞電機絕緣的對地高電壓峰值。相對母線端也可用于測量開關頻率，識別IGBT問題，或檢查信號是否上下浮動以指示系統接地問題。

交流電機設計用于恒定強度的磁場（磁通量）。磁場強度與電壓（V）與頻率（Hz）之比或V / Hz成比例。可以檢查V/Hz是否處于電機的指定范圍內。

o   如果V/Hz過高，則電機可能過熱

o   如果V/Hz過低，則電機可能損失轉矩

o   頻率穩定但電壓不穩定表明直流總線出現問題

o   頻率不穩定但電壓穩定則表面IGBT出現問題

o   頻率和電壓都不穩定則表明控速電路出現問題

電機輸入（Motor input）

電機輸入測量，用于確定反射電壓的影響。

當超限制遠高于驅動輸出測量值時，這是由于反射所致。原因可能是長電纜的等級不正確或連接松動

之前，我們常說的過沖電壓，又稱反射電壓，即出自于此

對比之前的變頻器輸出，可以明顯發現，電機輸入端的峰值明顯較前者高出很多。這其實是引起電機匝間短路燒毀的元兇。

清楚這些，類似的事故分析就可以明確了。也就是這個峰值電壓是否突破了電機匝間絕緣電壓值。

如果超過了，則是前者驅動端的問題，可以通過電抗器，或者更換電纜，或者更換高絕緣等級電機來進行解決。

最后介紹下本次測試儀器——福祿克MDA系列

MDA系列是為變頻驅動系統專門孕育而生的測試專家，其包含：

?       專業變頻驅動分析功能

–      流程式操作說明

–      直觀波形結果

–      軸電壓測試附件（MDA550）

?       通道隔離的示波表功能

?       錄波功能

?       電能端軟件，數據導出分析