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概述 在過(guò)去，馬達(dá)的維修一般是指處理傳統(tǒng)的三相馬達(dá)故障，這些故障主要是由進(jìn)水、灰塵、油脂、軸承損壞、馬達(dá)軸心偏離，或者僅僅是由正常老化造成的。但是，隨著電子馬達(dá)的使用，馬達(dá)的維修已經(jīng)發(fā)生了很大變化，更多的是對(duì)調(diào)速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)(ASD)進(jìn)行維修。這些驅(qū)動(dòng)有許多特殊的測(cè)量問(wèn)題，就連經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)家也會(huì)對(duì)此感到頭疼。 隨著新技術(shù)的涌現(xiàn)，現(xiàn)在已經(jīng)可以在第一次安裝和維護(hù)驅(qū)動(dòng)期間利用數(shù)字多用表對(duì)其進(jìn)行精確的電氣測(cè)量，并診斷損壞的元器件以及其他可能會(huì)引起早期故障的因素。 排障方法 技術(shù)人員會(huì)采用許多不同的方法來(lái)診斷電路故障，縮短排障時(shí)間的技巧就在于快速地跟蹤故障，并將因此造成的停機(jī)時(shí)間降至最低。最有效的排障程序是首先從馬達(dá)開(kāi)始，然后順藤摸瓜一直到電源電路，首先查找最明顯的問(wèn)題。對(duì)于連接松動(dòng)導(dǎo)致的故障，則需要更換工況良好的器件。 選擇正確的測(cè)試工具來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)、馬達(dá)和和連接的排障是至關(guān)重要的，尤其是在測(cè)量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)的電壓、頻率和電流時(shí)。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，可以精確地測(cè)量驅(qū)動(dòng)的輸出信號(hào)，其測(cè)試結(jié)果和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制器的顯示保持一致。技術(shù)人員再不必猜測(cè)驅(qū)動(dòng)是否工作正常，直接可測(cè)得給定的控制設(shè)備的電壓、電流或頻率的準(zhǔn)確值。 驅(qū)動(dòng)測(cè)量 輸入端的測(cè)量 任何高質(zhì)量的真有效值多用表均可測(cè)量輸入到ASD的功率。在不帶負(fù)載測(cè)量相-相電壓時(shí)，輸入電壓讀數(shù)的準(zhǔn)確度應(yīng)該在2%范圍之內(nèi)。明顯的負(fù)載失衡會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)工作異常，一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即糾正。 輸出端測(cè)量 反過(guò)來(lái)說(shuō)，由于ASD向馬達(dá)端子上輸出的是脈寬調(diào)制(PWM)的非正弦電壓信號(hào)，所以一般的真有效值多用表不能夠可靠地測(cè)量脈寬調(diào)制(PWM)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)輸出端的信號(hào)。一般的真有效值數(shù)字多用表測(cè)得的是加到馬達(dá)上的非正弦信號(hào)的熱效應(yīng)值，而馬達(dá)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)生這種矛盾的原因就在于帶寬和屏蔽。現(xiàn)在許多真有效值數(shù)字多用表的帶寬達(dá)20kHz或更寬，使其不但能夠響應(yīng)基波成分(這是馬達(dá)真正響應(yīng)的成分)，而且會(huì)響應(yīng)脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的高頻成分，并且如果數(shù)字多用表沒(méi)有屏蔽掉高頻噪聲的話，驅(qū)動(dòng)控制器的高頻噪聲電平就會(huì)造成測(cè)量結(jié)果的更大偏差。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(huì)比驅(qū)動(dòng)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(shí)，可在驅(qū)動(dòng)本身或馬達(dá)端子上精確測(cè)量驅(qū)動(dòng)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(dá)速率)應(yīng)該和相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)控制顯示屏的顯示(如果有的話)相一致。當(dāng)驅(qū)動(dòng)沒(méi)有顯示屏可供觀察時(shí)，在馬達(dá)的位置進(jìn)行這些測(cè)量是非常有用的。 安全地測(cè)量 在進(jìn)行任何電氣測(cè)量之前，應(yīng)該掌握相關(guān)的安全知識(shí)。如果使用不當(dāng)，任何儀器都不能保證絕對(duì)安全，并且許多設(shè)備根本就不適合測(cè)量調(diào)速馬達(dá)。另外，在特殊的工作環(huán)境和進(jìn)行特殊的測(cè)量時(shí)還要使用必要的個(gè)人防護(hù)用品。如果可能的話，盡量不要一個(gè)人單獨(dú)工作。 電氣測(cè)試設(shè)備的安全等級(jí) 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)和國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)是為測(cè)試設(shè)備制造商定義安全標(biāo)準(zhǔn)的主要獨(dú)立機(jī)構(gòu)。IEC 61010標(biāo)準(zhǔn)第二版為測(cè)試設(shè)備的安全規(guī)定了兩個(gè)基本參數(shù)：額定電壓和測(cè)量種類(lèi)級(jí)別，額定電壓是設(shè)備能夠進(jìn)行測(cè)量的最大連續(xù)工作電壓，種類(lèi)級(jí)別描述了給定種類(lèi)的測(cè)量環(huán)境。大多數(shù)三相ASD裝置應(yīng)該被認(rèn)為屬于CAT III類(lèi)測(cè)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(duì)這些高能系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)確保其至少滿(mǎn)足CAT III 600V的要求，最好滿(mǎn)足CAT IV 600V/CAT III 1000V的要求。種類(lèi)級(jí)別和電壓極限一般會(huì)在前面板的輸入端子上查到。新型的Fluke 87V同時(shí)滿(mǎn)足CAT IV 600V 和CAT III 1000V的要求，可確保操作人的人身安全。 進(jìn)行測(cè)量 以下的測(cè)量程序都是針對(duì)利用87V多用表在控制板的端子板上測(cè)量480V的三相驅(qū)動(dòng)裝置而設(shè)計(jì)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(dòng)。在進(jìn)行這些測(cè)試時(shí)，馬達(dá)運(yùn)行于50Hz的頻率下。 輸入電壓 在驅(qū)動(dòng)處測(cè)量連接到驅(qū)動(dòng)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(gè)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(dòng)，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(gè)讀數(shù)之差不超過(guò)2%。 輸入電流 在測(cè)量輸入電流時(shí)一般都需要一個(gè)電流鉗附件。在大多數(shù)情況下，不是輸入電流超過(guò)87V多用表可測(cè)量的最大電流，就是不能夠“斷開(kāi)電路”進(jìn)行串聯(lián)地測(cè)量電流。無(wú)論電流鉗屬于哪種類(lèi)型，要確保所有讀數(shù)之間的差異不超過(guò)3%，以保證適當(dāng)?shù)钠胶狻?br /> ● 交流電流鉗(i200、80i-400、80i-600A) (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(shí)際相電流值。 ● 霍爾效應(yīng)型(AC/DC)電流鉗(i410、i-1010) (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(dòng)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(dòng)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(shí)際相電流值。 輸出電壓 在驅(qū)動(dòng)上或馬達(dá)端子上測(cè)量交流輸出電壓。 (1)將黑色測(cè)試線插入到公共插孔，紅色測(cè)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(gè)三相輸出電壓或馬達(dá)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(dá)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(dòng)，將紅色探頭連接至第三相輸出電壓或馬達(dá)端子，記錄讀數(shù)； (7)確保這兩個(gè)讀數(shù)之差不超過(guò)2%，參見(jiàn)圖3。讀數(shù)應(yīng)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(cè)得的輸出電壓讀數(shù)將會(huì)高出10%～30%，和普通的數(shù)字多用表測(cè)量結(jié)果一樣，參見(jiàn)圖4。 馬達(dá)速率 測(cè)量馬達(dá)速率時(shí)，將電壓作為參考測(cè)量輸出頻率，僅需在使用低通濾波器時(shí)進(jìn)行頻率測(cè)量即可，可以在任意兩個(gè)相電壓或馬達(dá)端子之間進(jìn)行測(cè)量。 (1)將黑色測(cè)試線插入到公共插孔，將紅色測(cè)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(gè)三相輸出電壓或馬達(dá)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(dá)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(dá)的速率，參見(jiàn)圖5。如果沒(méi)有87V多用表的低通濾波器，則不可能正確地進(jìn)行測(cè)量，參見(jiàn)圖6。 輸出電流 像測(cè)量輸入電流一樣，測(cè)量輸出電流通常也需要電流鉗附件。 ● 交流電流鉗(i200、80i-400、80i-600A) (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出相線，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，所以多用表上顯示的毫安讀數(shù)值即為以安培為單位的實(shí)際相電流值。 ● 霍爾效應(yīng)型(AC/DC)電流鉗(i410、i-1010) (1)將電流鉗連接至多用表的公共端和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(dòng)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(dòng)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)，參見(jiàn)圖7。由于這些電流鉗在每1A的電流下輸出1mV的電壓，所以87V多用表上顯示的毫伏讀數(shù)值即為以安培為單位的實(shí)際相電流值。如果沒(méi)有87V的低通濾波器，則不可能正確地進(jìn)行測(cè)量，參見(jiàn)圖8。 對(duì)于那些至少需要20A工作電流的馬達(dá)，通過(guò)使用電流鉗測(cè)量頻率即可確定馬達(dá)速率。直到現(xiàn)在，噪聲一直是影響使用霍爾效應(yīng)型電流鉗測(cè)量電流的準(zhǔn)確度的因素。以下介紹如何使用低通濾波器進(jìn)行精確測(cè)量的方法。 ● 用霍爾效應(yīng)型(AC/DC)電流鉗測(cè)量馬達(dá)速度(i410、i-1010) (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(rèn)87V多用表的電流讀數(shù)至少為20A(顯示的為20mV)； (5)按下Hz(赫茲)按鈕，現(xiàn)在讀數(shù)將馬達(dá)速率顯示為頻率測(cè)量的結(jié)果。 ● 用交流電流鉗測(cè)量馬達(dá)速率(i200、80i-400、80i-600A) (1)將電流鉗連接至87V的公共端和400mA輸入插孔； (2)選擇mA/A ac(交流電流)功能； (3)用電流鉗夾住其中一根輸出相線，確認(rèn)87V多用表的電流讀數(shù)至少為20A(顯示的為20mA)。 (4)按下Hz(赫茲)按鈕，現(xiàn)在讀數(shù)將馬達(dá)速率顯示為頻率測(cè)量的結(jié)果。 直流母線測(cè)量 要實(shí)現(xiàn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的正常工作，直流母線必需足夠可靠。如果母線電壓不正確或不穩(wěn)定，變壓器二極管或電容就可能被損壞。直流母線的電壓應(yīng)該大約為相-相輸入電壓的1.414倍。對(duì)于480V的輸入來(lái)說(shuō)，直流母線的電壓應(yīng)該接近679VDC。在驅(qū)動(dòng)端子板上，直流母線一般被標(biāo)以DC+、DC-或B+、B-。按以下步驟測(cè)量直流母線。 (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(yīng)該和上述例子中提到的電壓相一致，并且相對(duì)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(duì)于一些小型的驅(qū)動(dòng)，只有將驅(qū)動(dòng)拆開(kāi)，才可測(cè)量母線。如果接觸不到母線，則可以利用87V多用表的最小/最大峰值功能通過(guò)輸出電壓信號(hào)測(cè)量直流母線的電壓。 (1)將黑色測(cè)試線插入到公共插孔，將紅色測(cè)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(gè)三相輸出電壓或馬達(dá)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(dá)端子； (5)按下MIN MAX(最小值/最大值)按鈕； (6)按下(最小/最大峰值)按鈕； (7)在最小/最大峰值功能下顯示的讀數(shù)即為直流母線電壓值。 準(zhǔn)確度和安全 調(diào)速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)(ASD)為工業(yè)帶來(lái)了很大的好處，可節(jié)省能源、實(shí)現(xiàn)更精確地控制、延長(zhǎng)馬達(dá)和設(shè)備的使用壽命。使用87V多用表所帶的濾波器，技術(shù)人員可以精確地測(cè)量ASD馬達(dá)的電壓和頻率，并確保其工作正常。 除了可以精確地測(cè)量ASD外，F(xiàn)luke 87V多用表還具有新型的溫度計(jì)功能，滿(mǎn)足CAT IV 6000VH和CAT III 1000V環(huán)境使用的要求，可以承受高達(dá)8kV的電壓脈沖，大大降低了浪涌和擊穿的危險(xiǎn)。 |
