变频器供电电动机试验对测试仪器带宽的要求和影响

电梯变频器技术

对于工频供电的电机试验对测量仪器的要求做了详细的描述，对于变频器供电的电机试验来说，在满足GBT1032规定要求的同时，对测试设备提出了更高的要求，特别是带宽方面。
一、GB/T 22670-2008规定的测试设备带宽要求
　　《GB/T 22670-2008变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》规定变频器供电的电机试验，应使用测量电流、电压有效值的仪表和有功功率表，尤其在输入输出法中，测量结果的准确度取决于功率表、转矩和转速测试设备的准确度。
　　考虑到谐波产生损耗的作用，应仔细选择测试设备，使其能在相应频率范围内有足够的准确度，以下是对互感器、传感器以及分流电路等测试设备所要求的频率范围fr：
　　fr=10f1----对六阶梯变频器
　　fr=6fp----对PWM变频器，最高为100kHz
　　式中：
　　f1----最高额定频率
　　fp----最高脉冲频率（载波频率）
　　在这段描述中，规定了测试设备的最低采样频率的要求。拿载波频率为2K的PWM变频器来说，测试设备的带宽至少为12KHz，那采样频率必须高于24 KHz。这个要求对于目前大多数高端测试设备来说，这个要求并不是太高。
二、测试设备带宽对测量精度的影响
　　换个方位考虑一下，是不是测试设备的采样频率也高越好呢。这也未必。
　　假设电机基波频率为1Hz（例如永磁风力发电机转速低，所以基波频率均非常低），在整周期截断的要求下，需要至少分析一个信号周期，也就是至少1S的数据。假设测试设备的采样频率为100KHz，那么1S的数据量为100k点，即傅里叶变换的点数为100k点。这么大的数据量对一般测量仪器的处理器的运算速度提出了很大的要求，而且采样频率越高，这个运算要求也会越高，最终导致运算的速度跟不上。
　　在实际测量中往往通过降低采样频率来减少傅里叶变换点数，而降低采样频率之后，为了不违背采样定理，只能在被测信号输入侧加抗混叠滤波器，这样一来，傅里叶变换可以正常进行，基波可以准确获取，但是，被测信号的高次谐波被抑制了，不能满足变频器输出谐波测量的需要。
　　由此看来，测量设备处理器的运算速度必须得跟得上傅里叶变换运算的速度，才能保障变频器谐波的准确测量，但是测量设备处理器的运算速度不可能无限扩大，所以采样频率越高不一定合适。事实上，采样频率在满足《GB/T 22670-2008变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》以及采样定理的要求就可以实现准确测量。在满足测量设备处理器的运算速度的条件下适当提高测试设备采样频率，也是可以提高测量精度，但是一味的通过提高采样频率来提高测量精度只会适得其反。