變頻器供電電動機(jī)試驗(yàn)對測試儀器帶寬的要求和影響

對于工頻供電的電機(jī)試驗(yàn)對測量儀器的要求做了詳細(xì)的描述，對于變頻器供電的電機(jī)試驗(yàn)來說，在滿足GBT1032規(guī)定要求的同時，對測試設(shè)備提出了更高的要求，特別是帶寬方面。
一、GB/T 22670-2008規(guī)定的測試設(shè)備帶寬要求
《GB/T 22670-2008變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動機(jī)試驗(yàn)方法》規(guī)定變頻器供電的電機(jī)試驗(yàn)，應(yīng)使用測量電流、電壓有效值的儀表和有功功率表，尤其在輸入輸出法中，測量結(jié)果的準(zhǔn)確度取決于功率表、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速測試設(shè)備的準(zhǔn)確度。
考慮到諧波產(chǎn)生損耗的作用，應(yīng)仔細(xì)選擇測試設(shè)備，使其能在相應(yīng)頻率范圍內(nèi)有足夠的準(zhǔn)確度，以下是對互感器、傳感器以及分流電路等測試設(shè)備所要求的頻率范圍fr：
fr=10f1----對六階梯變頻器
fr=6fp----對PWM變頻器，最高為100kHz
式中：
f1----最高額定頻率
fp----最高脈沖頻率(載波頻率)
在這段描述中，規(guī)定了測試設(shè)備的最低采樣頻率的要求。拿載波頻率為2K的PWM變頻器來說，測試設(shè)備的帶寬至少為12KHz，那采樣頻率必須高于24 KHz。這個要求對于目前大多數(shù)高端測試設(shè)備來說，這個要求并不是太高。
二、測試設(shè)備帶寬對測量精度的影響
換個方位考慮一下，是不是測試設(shè)備的采樣頻率也高越好呢。這也未必。
假設(shè)電機(jī)基波頻率為1Hz(例如永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低，所以基波頻率均非常低)，在整周期截?cái)嗟囊笙拢枰辽俜治鲆粋€信號周期，也就是至少1S的數(shù)據(jù)。假設(shè)測試設(shè)備的采樣頻率為100KHz，那么1S的數(shù)據(jù)量為100k點(diǎn)，即傅里葉變換的點(diǎn)數(shù)為100k點(diǎn)。這么大的數(shù)據(jù)量對一般測量儀器的處理器的運(yùn)算速度提出了很大的要求，而且采樣頻率越高，這個運(yùn)算要求也會越高，最終導(dǎo)致運(yùn)算的速度跟不上。
在實(shí)際測量中往往通過降低采樣頻率來減少傅里葉變換點(diǎn)數(shù)，而降低采樣頻率之后，為了不違背采樣定理，只能在被測信號輸入側(cè)加抗混疊濾波器，這樣一來，傅里葉變換可以正常進(jìn)行，基波可以準(zhǔn)確獲取，但是，被測信號的高次諧波被抑制了，不能滿足變頻器輸出諧波測量的需要。
由此看來，測量設(shè)備處理器的運(yùn)算速度必須得跟得上傅里葉變換運(yùn)算的速度，才能保障變頻器諧波的準(zhǔn)確測量，但是測量設(shè)備處理器的運(yùn)算速度不可能無限擴(kuò)大，所以采樣頻率越高不一定合適。事實(shí)上，采樣頻率在滿足《GB/T 22670-2008變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動機(jī)試驗(yàn)方法》以及采樣定理的要求就可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量。在滿足測量設(shè)備處理器的運(yùn)算速度的條件下適當(dāng)提高測試設(shè)備采樣頻率，也是可以提高測量精度，但是一味的通過提高采樣頻率來提高測量精度只會適得其反。