变频器输出电压存在毛刺问题分析

变频器输出电压存在毛刺问题分析

摘要：现实世界总有各种不理想，就连一跟电缆，并非仅是起到电气连接作用，其背后隐藏的参数在变频器测量当中稍不留意，便使测量结果大不相同。

1.1 问题现象

有客户在使用功率分析仪测量变频器时，观察到变频器电压波形上有毛刺，怀疑测量的准确性。经过与客户沟通和实验，最后得出结论居然是连接导线的问题。下面请看我们的实验。

1.2 实际测试

变频器与电机间用1.5m导线连接，变频器调制频率为16kHz，把电压测量点选择在靠近变频器输出端，功率分析仪显示的被测电压波形较为干净，基本无毛刺。

图错误!文档中没有指定样式的文字。.1变频器输出端的测试结果

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2014 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.

图错误!文档中没有指定样式的文字。.2变频器输出端的测试结果放大图

把电压测量点选择在靠近电机侧，波形马上焕然一新，把波形展开可以看到PWM脉冲上产生了尖峰毛刺。

图错误!文档中没有指定样式的文字。.3电机输入端的测试结果

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图错误!文档中没有指定样式的文字。.4电机输入端的测试结果放大图

1.3 分析

为何在不同点测量同一个电压波形会有如此大的差别呢？因为电机是一个电感性负载，工作时产生反电动势，实测1.5m的导线电感量为1.4μH，这完全是一个电感！变频器是一个低阻抗的源，输出端的过电压会被内部的直流母线钳位，因此波形稳定毛刺很少。加载到电机的PWM波形边沿很陡高频成分丰富，电机本身有反电动势，当连接导线较长时导线感抗阻碍了变频器吸收过电压，电机输入端的电压产生过冲和振铃，即看到波形有很多毛刺。

这是系统中存在的正常现象，那么测量时应当如何连接才合适呢？当评价变频器输出功率时测量点应当选择在变频器侧，将线损排除在外；当评价电机的转换效率时，测量点选择在电机输入侧，电机输入功率不包括线损。

因此在高精度测量中，除了使用高精度的测量仪器外，还需有正确的测量方法。 文库资料 2014 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.