使用万用表和示波器对变频驱动输出中的瞬态

数字万用表是电气故障排除的主要支柱，也是我们大多数人首先达到的工具。在BeyondtheMultimeter中，我们将看到五个示例，说明接下来示波器的使用方式可以使故障排除更快，更简单，更有效。

第2部分介绍了对变频器（VFD）脉冲宽度调制输出中的瞬态反射进行故障排除。

是否会导致电机绕组损坏？

变频器通过改变（“调制”）它们发送给电机的电压脉冲的宽度来控制机械和过程的速度。这些电压脉冲（基本上是方波）具有快速上升的边沿，可以在VFD和电机之间的电缆中引起瞬态电压反射（“瞬变”）。许多因素会影响反射波的大小，包括电缆长度，电机负载，电缆和电机的浪涌阻抗，以及驱动脉冲的上升时间，间隔和幅度。

随着时间的推移，这些反射波电压会对电缆和电机绝缘造成太大的压力，这可能导致失效。

使用万用表进行故障排除

使用数字万用表进行电压测量可以在出现瞬变时显示电机端子处的过高电压。

图1.数字万用表测量没有反射的PWM信号的峰值电压。

图2.数字万用表测量PWM信号的峰值电压，反射引起高电压瞬变。

要检查电压，请在相L1，L2或L3之间的电机端子处连接万用表。

图1中万用表上显示的值是VFD和没有反射的电机组合的峰值电压。

图2中高于正常值的读数表示反射的影响。

您可以使用数字万用表测量PWM信号的峰值电压。然而，典型万用表的有限带宽使得上升时间短的测量脉冲成为问题，因此读数可能无法提供任何反射或瞬变的存在或全幅度的完整图像。即便是最好的数字万用表也无法显示波形的实际外观。

在图2中，当您检查施加到电机的峰值PWM电压时，不清楚瞬态峰值与电机的最大额定值有多接近，或者电机绝缘是否存在损坏的危险。您需要更多信息。

使用示波器进行故障排除

图3.数字示波器显示具有正常峰值电压读数的PWM信号。

图4.数字示波器显示由反射引起的高压瞬变的PWM信号。

图5.PWM波形的详细视图，箭头显示电压瞬变的大小。

示波器将信号显示为从左到右在屏幕上移动的线。电压越高，示波器屏幕上显示的信号越高。使用示波器进行的测量不仅可以显示电机端子上存在过高的电压，还可以清楚地了解任何电压瞬变的大小，位置和持续时间。

要读取数据，请将示波器连接到L1，L2或L3相之间的电机端子，就像上一个示例中的万用表一样。

图3显示了具有正常峰值电压的理想PWM信号。

图4和图5显示了由电压反射引起的高压瞬变。将反射效应产生高压瞬变的信号波形与图3中没有瞬变的信号波形进行比较。

电压反射通常是由不正确的布线引起的。具有宽带宽和快速采样率的示波器可以精确捕获由电缆反射引起的峰值电压。

结论

数字万用表可以帮助您发现驱动信号上的过高电压，但示波器可以显示实际波形，使您能够查看信号是否健康或是否有有害瞬态。手持式示波器可以轻松地在您需要的地方进行测量。

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