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美國福祿克公司是的三大電子測試儀器儀表的跨國生產(chǎn)廠商之一。 從去年年底推出的技術(shù)新型190CC系列萬用示波表已經(jīng)在電力，電子設(shè)備行業(yè)贏得了盛譽，甚至不經(jīng)常選示波器作為診斷工具的工程師也在使用190CC系列。
在本文，福祿克的產(chǎn)品專家解釋了隔離輸入的特性是如何使該儀器具備了從現(xiàn)場服務(wù)，系統(tǒng)集成一直到系統(tǒng)開發(fā)的整體應(yīng)用能力。 現(xiàn)在，所有的現(xiàn)代電源控制系統(tǒng)都具備控制電路，這些控制電路在電氣上是同電力電子設(shè)備隔離的。基于微型控制器的邏輯電路一般都工作在3到5V的電壓下，而電力電子設(shè)備則是由三相380V的電源驅(qū)動的。而且這樣的系統(tǒng)有可能有一個或幾個浮動的部分，所以不能認(rèn)為它們是共地的。
在這樣一個系統(tǒng)中選擇測試點是非常棘手的事，因為潛在的電壓差可能高達(dá)幾百伏。所以在測量同時有控制和電源回路的情況下通常會分成兩個步驟進(jìn)行，把測量高電壓和低電壓分開，這樣就可以避免高電壓對電子設(shè)備以及人身的傷害。但這種測試方法的缺點是測試不能同時進(jìn)行，這就意味著在測試具有關(guān)聯(lián)性的故障時非常困難。 當(dāng)然您可以使用兩tai獨立的儀器來同時測量，但是當(dāng)分析時序關(guān)系時這樣的方法就無能為力了。一種比較好的方法就是使用一臺雙通道輸入的儀器，如福祿克公司生產(chǎn)的高性能的190C系列便攜式萬用示波表。 隔離輸入 標(biāo)準(zhǔn)雙通道輸入的示波器的兩個輸入端是共地的，而190C系列萬用示波表的兩個輸入端則是*隔離的，這意味著您可以在兩個輸入端子同時安全地接入相差很大的電壓。
輸入端子間的隔離的安全等級高達(dá)二類1000V(CATII)和三類600V(CATIII)。 CAT是IEC定義的測量儀器的安全等級。它不但定義了測量儀表的大額定電壓，還規(guī)定了儀表所使用的環(huán)境，即過壓分類－CATIII比CATII要求更嚴(yán)格。190C系列萬用示波表的每個輸入端子的浮動電壓（在端子和地之間的大電壓）也高達(dá)二類1000V和三類600V。根據(jù)這些分類，可以看出190C系列萬用示波表無論在專業(yè)領(lǐng)域或是工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中都是非常安全的。 這與其他很多示波器形成了鮮明的對比，很少示波器能提供雙隔離輸入。即使有些示波器有隔離輸入，隔離電壓也是很低的，差不多只有30V，有些需要配相應(yīng)的探頭才能達(dá)到300V。在工業(yè)環(huán)境中300V到400V的電壓是常見的，這時能否使用這樣的示波器便很成問題。 普通的標(biāo)準(zhǔn)臺式示波器在使用中經(jīng)常不接地（非法的），這就使輸入端子浮空，從而大大的增加了人身傷害的危險甚至發(fā)生觸電事故，而190C系列萬用示波表的浮動電壓指標(biāo)意味著它安全性能的大大地提高了很多。
使用190CC系列萬用示波表，即使是在不熟悉的環(huán)境中，只要采取一些常識性的預(yù)防措施就您就可以放心的進(jìn)行測量。實際上，即使兩個輸入端子接上*相反的電源電壓也不會對儀器或其他電路造成任何破壞。 不僅在安全方面，190CC系列萬用示波表的高達(dá)2.5GS/S的采樣率在測量高頻輸入和輸出信號時也非常理想。它的“即觸即測"(Connect-and-View?)自動觸發(fā)功能可以自動設(shè)置正確的觸發(fā)條件，這就使得包括電動機驅(qū)動和控制信號在內(nèi)的各種信號的觸發(fā)變的非常簡單，您就可以更快地排除故障。
解決電動機和變頻器的故障 一種常見的電動機驅(qū)動就是PWM脈寬調(diào)制變頻器，在這些變頻器中，半導(dǎo)體開關(guān)，例如可控硅或現(xiàn)在更常見的IGBT（雙門隔離變換器），通過由微處理器控制的電路觸發(fā)，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓脈寬調(diào)制輸出來進(jìn)行電動機驅(qū)動。 脈寬調(diào)制變頻器電路原理圖 輸出電壓實際上是一系列一定數(shù)量的正的或負(fù)的脈沖，在每個脈沖周期中變化的脈寬形成了變化的平均電壓:脈寬越寬，平均電壓越高。如果在電源電壓波形周期的前部和后部這些開關(guān)被觸發(fā)產(chǎn)生窄的脈沖，而在中間部分產(chǎn)生寬的波形，那么輸出電壓的平均值就會接近主線頻率的正弦波。
盡管輸出電壓看起來有些變形，但是電動機的很大的自感應(yīng)使電流平滑恢復(fù)到正弦波的形狀，電動機也就可以平滑地運行了。通過改變脈沖的時鐘比率，輸出頻率，電動機速度就可以改變。 在電動機端子同時測量脈寬調(diào)制變頻器的電壓和電流的波形 三相感應(yīng)電動機的一種典型故障就是其中的一相突然失電。在這種情況下另外兩相線圈就會產(chǎn)生更大的電流，從而引起溫度升高并可能引起電動機提前故障。單相失電很難察覺，除了溫度升高和一些扭矩和平滑性的下降以外，電動機看起來運行正常。對單相的測量很困難，因為如果在電動機端子測量電壓，電壓值會顯示正常，因為旋轉(zhuǎn)的線圈類似一個發(fā)電機，會在開相的線圈中產(chǎn)生電壓。
好的測量方法就是對三相都進(jìn)行電流測量，這樣才能找出沒有電流的開路的一相。 如果檢測到了這樣的情況，問題可能是出在電動機本身或驅(qū)動電路。為了確認(rèn)情況，有必要檢查IGBT的輸出并和微型控制器的輸出脈沖比較。這樣就可以體現(xiàn)190CC系列萬用示波表的隔離輸入。在普通示波器上想同時觀察這兩個信號是不可能的，因為電壓相差很大。使用190C系列萬用示波表就*沒有問題。如圖所示，輸入端子A設(shè)置成檢測控制回路輸出脈沖5V觸發(fā),而輸入端子B被設(shè)定測量IGBT的輸出，電壓高達(dá)400V。從屏幕上的顯示可以清楚的看到兩個信號基于時間的聯(lián)系，可以看出在這個例子中IGBT的輸出是正確的。 控制電路的觸發(fā)脈沖和電動機中IGBT輸出之間的關(guān)系。
調(diào)試開關(guān)電源 在電動機的驅(qū)動裝置中，是依靠頻率的改變來控制電動機的轉(zhuǎn)速，而開關(guān)電源的頻率是固定的。而且對于開關(guān)電源一個關(guān)鍵的性能就是針對不同負(fù)載的穩(wěn)定性－如果負(fù)載變化，電源必須要通過一個反饋回路實現(xiàn)快速反應(yīng)，重新使輸出電壓穩(wěn)定，使電壓上下波動降到低。如果性能不好則可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障。
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