电机功率分析仪fluke 价格（功率分析仪的研究）

在工程师的日常测试中，故障干扰排查是家常便饭，资深工程师往往能够快速定位问题。这与他们丰富的日常经验和灵活运用测量仪器有很大关系。下面结合例子详细分析。

此次测试现场的测试对象是一个小型电机系统。系统分为驱动器、电机平台、测试三部分。驱动器输出通过电缆连接到电机平台。扭矩传感器安装在电机轴上。传感器的所有连接线均引至测试仪器。传感器输出信号连接至功率分析仪电机测量单元的扭矩BNC接口。传感器输出100kHz50kHz脉冲对应05Nm扭矩。

这是一个日常测试站点。工程师需要测量基本的电气参数，通过波形发现干扰问题，并评估三相不平衡。

调试问题时，发现驱动器已上电但输出未打开。电机轴处于自由静止状态，测得较大值。用示波器测量传感器输出，发现100kHz脉冲上每隔几个周期就有一些峰值振荡，经过比较器后脉冲较多，导致频率测量结果高于100kHz。那么干扰信号从何而来呢？首先怀疑是驱动器的问题，驱动器断电后干扰就消失了。从传感器上拔下传感器电缆，100kHz 和干扰就消失了。事实证明，干扰是由驱动器产生的，并通过驱动器输出线、电机、扭矩传感器和接线耦合到功率分析仪。

解决问题这个驱动程序比较特殊。当逆变器不输出时，内部开关管仍处于工作状态。与其他逆变器相比，该驱动器具有较大的干扰。分析噪声模型如下图所示。驱动器输出共模电压。绕组与外壳之间存在寄生电容C1。外壳与传感器电路之间存在寄生电容C2，形成导通路径。虽然电机和传感器外壳作为中间导体接地，但驱动器、电机、测控柜距离较远，地线阻抗较高。中间导体的电位不为零，仍然有高频共模电流通过电缆进入PA。 PA 扭矩输入为BNC 端子。内部电路地与底盘之间有一定的空间，存在杂散电容C3（约几十pF）。共模电压在两条信号线上产生不对称电流，该电流被转换为线路阻抗的差异。模拟电压叠加在正常信号上。

从安全角度考虑，三个机柜都必须接地，强电线和信号线必须分开，避免干扰。这些是必须遵循的基本原则。实际机柜距离较远，接地对改善高频干扰作用不大，只是一种安全措施。解决这个问题一般要考虑三个方面：干扰源、传播路径、敏感设备。驱动器和功率分析仪是成型设备，不易修改。考虑从传播路径出发，采用多芯屏蔽电缆将扭矩传感器连接至测控柜。传感器端的屏蔽层与传感器外壳连接，也与电机平台连接。另一侧屏蔽层与测控柜外壳相连。最初通过较长的电线将屏蔽层与测控柜连接，但发现没有任何改善。最后用铜片将整条线压到箱体上，干扰大大衰减。

此时运行系统，通过功率分析仪的数据和波形再次验证。电压波形图和矢量图都很完美。

这里深入分析顺便提到干扰信号的传播可以通过空间或导体传播。空间干扰方式可分为感应式和辐射式。辐射通常以电磁波的形式传播。感应发生在相对较短的距离内。如果干扰源是高电压、小电流，则主要干扰源是电场。如果干扰源是低电压、大电流，则主要干扰是磁场。对于敏感设备，高阻抗节点易受电场干扰，应采用电场屏蔽，并将屏蔽导体接地。低阻抗闭环容易受到磁场干扰，因此应尽可能减小环路面积。传导干扰以共模或差模方式通过设备和线路传播。如果设备或线路在共模时不平衡，则会转换为差模信号并叠加在有用信号上。

本例以传导干扰为主，所用方法基于以下的原因解决问题。

1、宽屏蔽层对高频信号呈现较低的阻抗，减小电机平台与测控柜之间的接地电位差。干扰电流不走信号线，而是通过较低阻抗屏蔽层向测控柜泄放。

2、为什么用一根导线将屏蔽层连接到测控柜就不能改善噪声？测试使用了长约50cm的0.75mm2圆线。由于集肤效应，该导线的阻抗增加。

3、屏蔽层与芯线通过绝缘介质形成电容器。屏蔽层直接与机箱相连。其作用相当于穿心电容。芯线上的共模电压被该电容器旁路。

4、电机平台和测控柜这里已经接地，两者通过传感器连接线的屏蔽层连接，形成接地回路。然而，在实际工程应用中，往往不可避免地存在接地回路。在本例中，如果没有屏蔽层，仍然会通过C2、电缆和C3产生高频接地环路。从这个方面来说，屏蔽层改变了环路路径。

本文方法仅供参考，具体问题具体分析验证。接地和屏蔽是非常复杂的主题。必须考虑实际设备的非理想特性。例如，实际的电线通常不等同于电路原理图上的连接。因此，需要对系统中的噪声干扰进行详细的理论分析。并进行实际验证以确定合适的布局和布线。

这个故障干扰排查实例充分说明了能够灵活使用功率分析仪进行测试以及丰富的现场排查经验的重要性。功率分析仪具有强大的波形和测试功能，可以为电机和驱动器的研发和生产提供优质的解决方案。可靠性测试分析数据。