用Fluke 87V測量調(diào)速馬達
摘 要：介紹用Fluke 87V數(shù)字多用表測量調(diào)速馬達驅(qū)動器輸入電壓/電流、輸出電壓/電流、直流母線電壓和馬達速率的方法。
福祿克新型的Fluke 87V數(shù)字多用表集成有可選的低通濾波器，可以**地測量驅(qū)動器的輸出信號，其測試結(jié)果和馬達驅(qū)動控制器的顯示保持一致。技術(shù)人員再不必猜測驅(qū)動器是否工作正常，直接可測得給定的控制設備的電壓、電流或頻率的準確值。
1驅(qū)動器測量
1.1輸入端的測量
任何高質(zhì)量的真有效值多用表均可測量輸入到調(diào)速馬達驅(qū)動器(ASD)的功率。在不帶負載時測量相—相電壓，電壓讀數(shù)之差應該在2%范圍之內(nèi)。明顯的失衡會導致馬達工作異常，一旦發(fā)現(xiàn)，應立即糾正。
1.2輸出端測量
ASD向馬達端子上輸出的是脈寬調(diào)制(PWM)的非正弦電壓信號，一般的真有效值數(shù)字多用表測得的是加到馬達上的非正弦信號的熱效應值，而馬達控制器的輸出電壓讀數(shù)僅顯示基波成分(一般從30～60Hz)的真有效值。
產(chǎn)生這種矛盾的原因在于帶寬和屏蔽?，F(xiàn)在許多真有效值數(shù)字多用表的帶寬達20kHz或更寬，使其不但能夠響應基波成分(這是馬達真正響應的成分)，而且會響應脈寬調(diào)制驅(qū)動產(chǎn)生的高頻成分。如果數(shù)字多用表沒有屏蔽掉高頻噪聲的話，驅(qū)動控制器的高頻噪聲電平就會造成測量結(jié)果的大偏差。就是采取了帶寬和屏蔽措施，許多真有效值多用表所顯示的讀數(shù)仍然會比驅(qū)動控制器所顯示的值高出20%～30%。
福祿克的新型87V多用表采用了可選的低通濾波器，在排障時，可在驅(qū)動本身或馬達端子上**測量驅(qū)動器輸出側(cè)的電壓、電流和頻率。利用濾波器，87V多用表讀出的電壓和頻率(馬達頻率)和相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動控制顯示屏的顯示(如果有的話)相一致。當驅(qū)動沒有顯示屏可供觀察時，在馬達的位置進行這些測量是非常有用的。
1.3**地測量
在進行任何電氣測量之前，應該掌握相關(guān)的**知識。如果使用不當，任何儀器都不能保證****，并且許多設備根本就不適合測量調(diào)速馬達。另外，在特殊的工作環(huán)境和進行特殊的測量時還要使用必要的個人防護用品。如果可能的話，盡量不要一個人單獨工作。
IEC 61010標準**版為測試設備的**規(guī)定了兩個基數(shù)；額定電壓和測量種類級別，額定電壓是設備能夠進行測量的*大連續(xù)工作電壓，種類級別描述了給定種類的測量環(huán)境。大多數(shù)三相ASD被認為屬于CAT Ⅲ類測量環(huán)境，使用480V或600V配電系統(tǒng)提供電源。在使用數(shù)字多用表對這些系統(tǒng)進行測量時，應確保其至少滿足CAT Ⅲ 600V的要求，*好滿足CAT Ⅳ 600V/CAT Ⅲ 1000V的要求。種類級別和電壓極限一般會在前面板的輸入端子上查到。新型的Fluke 87V同時滿足CAT Ⅳ 600V和CAT Ⅲ 1000V的要求，可確保操作人的人身**。
2用Fluke 87V測量
以下的測量程序都是針對利用87V多用表在控制板的端子板上測量480V的三相驅(qū)動裝置而設計的。這些程序同樣適用于由單相或三相電源供電的較低電壓的三相驅(qū)動。在進行這些測試時，馬達運行于50Hz的頻率下。
2.1輸入電壓
測量連接到驅(qū)動器輸入端的交流電壓。
(1)選擇87V多用表的交流電壓功能；
(2)將黑色探頭連接至其中一個三相輸入端子，該端將作為參考相；
(3)將紅色探頭連接至剩下兩相的其中一相的輸入端子，記錄讀數(shù)；
(4)保留黑色探頭不動，將紅色探頭連接至第三相輸入端子，記錄讀數(shù)；
(5)確保這兩個讀數(shù)之差不超過2%。
2.2輸入電流
在測量輸入電流時一般都需要一個電流鉗附件。
交流電流鉗
(1)將電流鉗連接至87V多用表的公共端和400mA輸入插孔；
(2)選擇mA/A AC(交流電流)功能；
(3)依次用電流鉗夾住每一輸入電流的相線，并記錄各自的讀數(shù)。由于這些電流鉗在每1A的電流下輸出1mA的電流，所以87V多用表上顯示的毫安讀數(shù)值即為以安培為單位的實際相電流值。
霍爾效應型(AC/DC)電流鉗
(1)將電流鉗連接至87V多用表的公共端和V/Ω輸入插孔；
(2)選擇87V多用表的交流電壓功能；
(3)按下黃色的按鈕，使用低通濾波器。這樣，多用表即可抑制驅(qū)動控制器產(chǎn)生的所有高頻噪聲。一旦使用了低通濾波器，多用表即處于600mV手動量程模式下；
(4)依次用電流鉗夾住每一輸入電源的相線，并記錄各自的讀數(shù)。由于這些電流鉗在每1A的電流下輸出1mV的電壓，所以多用表上顯示的毫伏讀數(shù)值即為以安培為單位的實際相電流值。
2.3輸出電壓
在驅(qū)動器或馬達端子上測量交流輸出電壓。
(1)將黑色測試線插入到公共插孔，紅色測試線插入到V/Ω插孔；
(2)選擇87V的交流電壓功能；
(3)將黑色探頭連接至其中一個三相輸出電壓或馬達端子，該端將作為參考相；
(4)將紅色探頭連接至剩下兩相的其中一相的輸出電壓或馬達端子；
(5)按下黃色按鈕，使用低通濾波器，記錄下讀數(shù)；
(6)保留黑色探頭不動，將紅色探頭連接至第三相輸出電壓或馬達端子，記錄讀數(shù)；
(7)確保這兩個讀數(shù)之差不超過2%，讀數(shù)應該和控制器顯示屏(如果有的話)顯示的值一致；
(8)如果不使用低通濾波器，多用表測得的輸出電壓讀數(shù)將會高出10%～30%。
2.4馬達速率
測量馬達速率時，將電壓作為參考，并使用低通濾波器進行頻率測量即可，可以在任意兩個相電壓或馬達端子之間進行測量。
(1)將黑色測試線插入到公共插孔，將紅色測試線插入到V/Ω插孔；
(2)選擇87V多用表的交流電壓功能；
(3)將黑色探頭連接至其中一個三相輸出電壓或馬達端子，該端將作為參考相；
(4)將紅色探頭連接至剩下兩相的其中一相輸出電壓或馬達端子；
(5)按下黃色按鈕，使用低通濾波器；
(6)按下Hz(赫茲)按鈕，以Hz為單位顯示的讀數(shù)即是馬達的速率。
2.5輸出電流
像測量輸入電流一樣，測量輸出電流通常也需要電流鉗附件。方法同上。
2.6用霍爾效應型(AC/DC)電流鉗測量馬達速度
對于那些至少需要20A工作電流的馬達，通過使用電流鉗測量頻率可確定馬達速率。直到現(xiàn)在，噪聲一直是影響使用霍爾效應型電流鉗測量電流的準確度的因素。以下是如何使用低通濾波器進行**測量的方法。
(1)將電流鉗連接至87V多用表的公共端和V/Ω輸入插孔；
(2)選擇多用表的交流電壓功能；
(3)按下黃色的按鈕，使用低通濾波器；
(4)用電流鉗夾住其中一根輸出相線，確認87V多用表的電流讀數(shù)至少為20A(顯示為20mV)；
(5)按下Hz(赫茲)按鈕，現(xiàn)在儀表將馬達速率顯示為頻率測量的結(jié)果。
2.7直流母線測量
直流母線的電壓大約為相一相輸入電壓的1.414倍。對于480V的輸入來說，直流母線的電壓應該接近679VDC。在驅(qū)動端子板上，直流母線一般被標以DC+、DC-或B+、B-。測量可按以下步驟進行。
(1)選擇87V的直流電壓功能；
(2)將黑色的探頭連接至DC-或B-端子；
(3)將紅色的探頭連接至DC+或B+端子。
母線電壓應該和上述例子中提到的電壓相對應，并且相對穩(wěn)定。為了檢查母線上交流紋波的總量，將87V多用表的功能切換至交流電壓功能。對于一些小型的驅(qū)動，只有將驅(qū)動器拆開，才可測量母線。如果接觸不到母線，則可以利用87V多用表的*小/*大峰值功能通過輸出電壓信號測量直流母線的電壓。
(1)將黑色測試線插入到公共插孔，將紅色測試線插入到V/Ω插孔；
(2)選擇87V多用表的交流電壓功能；
(3)將黑色探頭連接至其中一個三相輸出電壓或馬達端子，該端子將作為參考相；
(4)將紅色探頭連接至剩下兩相的其中一相的輸出電壓或馬達端子；
(5)按下MIN MAX(*小值/*大值)按鈕；
(6)按下(*小/*大峰值)按鈕；
(7)在*小/*大峰值功能下顯示的讀數(shù)即為直流母線電壓值。
3準確度和**
調(diào)速馬達驅(qū)動器(ASD)為工業(yè)帶來了很大的好處，可節(jié)省能源、實現(xiàn)更**地控制、延長馬達和設備的使用壽命。使用87V多用表所帶的濾波器，技術(shù)人員可以**地測量ASD馬達的電壓和頻率，并確保其工作正常。
除了可以**地測量ASD外，Fluke 87V多用表還具有新型的溫度計功能，滿足CAT Ⅳ 600和CAT Ⅲ 1000V環(huán)境使用的要求，可以承受高達8kV的電壓脈沖，大大降低了浪涌和擊穿的危險。
