變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)是(shi)現(xian)代(dai)電(dian)力(li)傳(chuan)動(dong)技(ji)術(shu)的(de)重(zhong)要(yao)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)。變(bian)頻(pin)器(qi)作(zuo)為(wei)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin),其(qi)性(xing)能(neng)成(cheng)為(wei)決(jue)定(ding)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)優(you)劣(lie)的(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)。對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)波(bo)形(xing)測(ce)試(shi)及(ji)諧(xie)波(bo)分(fen)析(xi),是(shi)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)研(yan)發(fa)、試驗中不可缺少的環節。
變頻器的輸入輸出都不是標準的正弦波,特別是輸出PWM波中含有大量的高次諧波,采用一般的功率分析儀及諧波分析方法存在較大的誤差。
一、采樣頻率不夠造成變頻器諧波分析誤差
對變頻器輸出波形進行分析時首先要對信號進行采樣,根據采樣定理,采樣頻率fs必須大於信號最高頻率fm的兩倍(fs≥2fm)才能得到信號全部的頻譜。當fs<2fm時,頻率最高隻能得到fs/2,信號中頻率高於fs/2的部分會被重建成低於fs/2的混疊信號,造成頻譜混疊,產生嚴重的誤差。
二、測量儀器實際帶寬不夠造成變頻器諧波分析誤差
為了避免混疊現象,一般的功率分析儀通常的做法是加入抗混疊濾波器來限製信號帶寬,將變頻器輸出PWM波中高於fs/2dexinhaoguolvdiao。kanghundielvboqidedaikuanjiushifenxiyishijidaikuan。zhezhongjiangxieboxianlvchu,zaijinxingxiebofenxidezuofa,fenxijieguowuchafeichangda,shenzhikeyishuofenxijieguoshicuowude。
三、分析算法造成變頻器諧波分析誤差
目前,絕大部分分析儀都是采用FFT算法進行諧波分析。采用FFT諧波分析,首先將信號截取一段數據序列,再對信號進行采樣,最後作FFT變換 將信號進行頻域離散化。由於FFT的特性,要求截取的數據序列必須包含整數個信號周期,並且數據序列中采樣的點數必須是2的N次冪。實際上, 進行FFT變換采用的信號周期為上一個檢測到的信號周期,由於變頻器輸出的信號周期並非是完全穩定不變的,所以勢必會造成誤差。從FFT的要求可以看 出,FFT算法的局限性是很明顯的:如果從信號中截取的數據序列並不是整數個信號周期,會造成頻譜泄漏現象,產生嚴重誤差。
利用FFT諧(xie)波(bo)分(fen)析(xi)時(shi),頻(pin)譜(pu)泄(xie)漏(lou)影(ying)響(xiang)了(le)諧(xie)波(bo)分(fen)析(xi)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du),而(er)導(dao)致(zhi)頻(pin)譜(pu)泄(xie)漏(lou)的(de)最(zui)根(gen)本(ben)原(yuan)因(yin)是(shi)采(cai)樣(yang)中(zhong)周(zhou)期(qi)同(tong)步(bu)的(de)誤(wu)差(cha)。應(ying)對(dui)頻(pin)譜(pu)泄(xie)漏(lou)現(xian)象(xiang),一(yi)般(ban)分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)做(zuo)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)加(jia)窗(chuang)函(han)數(shu)(如漢寧窗、布萊克曼窗等)處理,這種做法隻是一定程度的抑製頻譜泄漏,並且可以說是又帶入了新的誤差。
四、測量精度造成變頻器諧波分析誤差
bianpinqixiebofenxishijianlizaiduidianxinhaodeceliangjichushangde,gonglvfenxiyiduidianxinhaoceliangchanshengdewucha,shibihuiyinqifenxijieguodewucha。jianxiaoceliangwuchaduixiebofenxideyingxiang,xuanzeyikuanzhenzhenggaojingdugonglvfenxiyishiguanjian。
五、計算誤差
在電信號采樣為功率分析儀能處理的數字信號後,需要根據公式來計算如有效值、平均值、功率、總諧波失真、諧波因數等相關參數,這個過程會帶入計算誤差。
六、選擇合適的功率分析儀
針對變頻器諧波分析中誤差的來源,可以對功率分析儀提出以下幾點要求:
● 采樣頻率應足夠高,滿足變頻器諧波分析的要求,不低於200kHz。
● 帶寬應高於6倍變頻器的開關頻率,綜合考慮,帶寬應不低於100kHz。
● 諧波分析算法采用對數據序列整周期、點數沒有要求的DFT算法。
● 具有強大的硬件支撐,滿足DFT算法對於計算速度、計算量的需求。
● 采用具有明確誤差參比條件,並且參比條件包含實際使用條件的高精度功率分析儀。
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