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标题: 西门子变频电机的电流测量 [打印本页]

作者: baikhgmv 时间: 2016-10-24 10:33
标题: 西门子变频电机的电流测量
变频电机的电流测量今下午一哥们调一台300KW的三相交流异步电机，使用变频器拖动。他没干过这么大的，心里没底叫我过去看看。他要用卡表测电流，首先他用卡表卡住功率的三根线来测，其次他在变频器的输出侧来测，我笑而不语。请问他的测量有问题吗？

----------用钳型表测变频器的输入和输出电流结果与实际有误差，通常用来测量三相是否平衡。

-------------1、答非所问。
2、解释不清，为什么有误差？

---------钳型表是按测量工频50hz正弦交流电设计的，变频器的输入、输出侧电流内含高次谐波，导致测量结果有误差。在论坛和找答案中都有解释。

---------看来还得说一说啊。
1、首先测量对象不对---------第1句----“用卡表卡住功率的三根线”，如果这样测的话，即使电机的实际电流大于零，那么测量结果也是0。为什么可以翻翻电机拖动。
2、3楼的解释貌似没有切中要点---“钳型表是按测量工频50hz正弦交流电设计的”，这句话是对的。可是和下句有矛盾之处，变频器的输入不是工频的吗？
3、另外，变频器的输入则有谐波，为什么？那么是几次谐波，除了基波哪个谐波占优势进而影响到设备的正常运行？
4、再说输出则，为什么有谐波？
5、第4句，“致测量结果有误差”-----措辞不当，这不叫测量误差，叫测量错误！是因为概念不清导致的错误，再强调一下是错误不是误差！！

----------我觉着：如果不说别人说的错误（放肚子里会显得有容，别人也下的了台阶(*^__^*) 嘻嘻……），直接把自己认为真确的说出来，岂不是更好一些。就算是帮人解惑吧！做技术不容易，做人更难·······^_^

----------谢谢你的提醒，抛砖引玉未必能引来啊！
不过你也完全没有必要上纲上线，我的质问如果没有道理，我可以道歉！

-------------索性就多说一点吧，免得尴尬！
1、对电机做抽象分析，视之为一个节点，使用基尔霍夫电流定律，结果大家都很明白。所以正确的测量应该是卡住三相中的任一相或者任两相。
2、应该说你使用普通万用表在变频器保持运转状态不变时分别测量其入口电流和出口电流，这样完全没有意义，如果你敢说出来二者有误差，那我就敢说你概念错误！可能有不少人仍是这么认为的，变频器输出的正弦波和工频的正弦波仅仅是频率不同而已。如果你这么认为，那是大错特错。入口的工频正弦波那是连续的，如果对之进行傅里叶变换，则其频谱是离散的。可是变频器的输出则不是连续波形，这一次你的眼睛骗了你！事实上，输出波形是用一系列宽窄不等的矩形波在调制信号信号的控制下生成的，换言之，出口的波形实际上离散波，而且不见得是周期*。如果要做傅里叶变换，则其频谱是连续的。如文华兄所言，有高次谐波。卡表仅对基波有效，但对高次谐波是无效的，所以使用卡表在输出侧测量电流是个什么性质的行为也就不言而喻了！
欢迎拍砖！

----------要是我用个卡钳同时卡住这三根非屏蔽电缆线，你会笑我吗？

--------------更正一下，忽略了一点。我不太确认对电机的分析是否要区分保守场（电场）和非保守场（磁场），基尔霍夫定律仅适用于保守场的。我正在确认，一有结果我会马上更新的

--------不会笑你，但是我会莫名其妙的！希望不要跑题！

--------我确认了，可以对电机使用基尔霍夫电流定律。首先这个节点可以近似认为是线性节点，其次节点还在集总参数的范畴。

---------那，我要是用卡钳卡在变频器输出侧的一相电缆上测量电流呢？

---------那你肯定在挑战什么东东了！但我敢肯定你不是在测电机电流！

----------鉴于变频器微观输出电压波形的离散性，即输出电压波形不仅包含基波，还包含谐波，所以在其到电机的通路上不应该加入为工频条件下使用的器件，比如空开、接触器、热继等。
电压波形具有离散性，但是电流波形则具有连续性，这二者并不矛盾。对于纯电阻来说，这是矛盾的，离散的电压必定对应离散的电流。可是变频器将离散的电压加到了线圈上了，而电感则有天然的续流效应（楞次定律），如此一来，电压撤去的的瞬间磁场能量会继续释放，如果匹配的好，电流肯定是连续的，只是这个电流波形是弱化的钟形波形，肯定不是矩形波了。另外，直流调速也是这个情况，PWM波形加在线圈上也有电压波形和电流波形异化的现象。

-----------看来之前的回答方向是偏了，现在继续再偏一下：
变频器三相整流桥的输入侧电压的瞬时电压大于直流电压时才会出现电流，虽然接在工频50Hz电网上，但输入电流不是正弦波，输出侧电流就不需多说了，在此情况下测输入电流或输出电流，测量结果与真实的实际值之间是有偏差的，这种情况就属于测量误差。
经过PI调节后，逐步回到楼主设定的目标值，你的同事当时测量时的目的是什么不得而知，但用钳形表同时卡住三根电源线的做法在现场点检设备时很常见，三相平衡时读数为零，如果不平衡呢（当然此时钳型表的档位要放在较低的档位）。用钳型表测变频器的各相输出电流，目的只是对比，看电流要看变频器上的，因为变频器显示的值最准。

---------在任一瞬间流入某一节点的电流的总和等于流出该节点电流的总和符合基尔霍夫电流定律。在任一瞬间，流过三根电源线的电流总和应为零，但在现场实测电流不平衡电机时，同时钳住三根电源线时是有读数的。

--------这是特殊情况，如果电机和驱动器完好完好，输入电源平衡，我相信这也是我们期望的工况，那么是否应该是平衡的呢？

--------那我来告诉你我的现场数据吧！三相异步电动机，300KW，电压AC 380V，角接。空载20赫兹时入口电流钳表测的20A左右，变频器显示是100A左右，同时调出变频器参数也是100A左右，而且这两个值震荡波幅大概在正负20。后来打电话到电机厂家确认此事，厂家认为20A的电流符合他们电机的曲线。望文华兄解释一下。

--------1 100A是电机的电流，钳形表测的20A是变频器的输入电流，20Hz 时空载时，电机电流100A，在不考虑变频器本身损耗时，则在变频器输入侧的电流约为40A，钳型表测的20A是不准确的；
2 不知道这台电机是什么系列的，如果是Y系列的，功率应该是315kW，其空载电流在110A左右，约为额定电流的20%，基本符合。厂家认为20A的电流符合他们电机的曲线，是说他们300kW的电机空载电流是20A？你认为符合什么电机曲线？你是怎样理解的？

-----------1、对你的第一条发表一下议论。电机是定制的。我想你的判断是草率和武断的，看来你比电机的厂家还了解他们的电机。
2、对你的第二条发表引论。你的论断是什么根据？难道我去相信你而不去相信电机厂家？
3、建议你去好好学习吧，对你说了半天------白说了！

---------西门子变频器很早就不使用互感器方式测量电流了。而是直接使用类似分流器的方式，直接测量回路上的电流。
电流卡钳也不仅是互感器的方式。霍尔器件也是常用的测量元件，尽管外形都是相似样式的。测量适用频率范围也可以从直流（0Hz）到（目前最大）100kHz。其测量就是有效值的方法。
对于“标准”变频器的电源输入部分，其整流电路是采用普通二极管的来说，正如李文华所说，是脉动的（充电嘛），电流波形窄而高，比表示有效值大5-6倍。但特点是几乎和电压同相位（所以功率因数很高）。
尽管电流峰值很高，但并不影响我们选择供电电缆截面，电缆截面仍旧按有效值来选取。但电缆绝缘材料在这种大脉冲电流条件下，需要认真选择、慎重考虑。电缆外皮老化、龟裂、脱落是常见的。

-------节点也分广义节点和狭义节点。基尔霍夫定律都适用。例如整个电机就可以看成广义节点。

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