功率分析儀現場幹擾排查的實例
發布時間:2017-08-18 責任編輯:susan
【導讀】zaigongchengshimenderichangceshizhong,guzhangganraopaizhakeweishijiachangbianfan,ergaojigongchengshiwangwangnengkuaisudingweiwenti,zheyufengfuderichangjingyanhelinghuoshiyongceliangyiqiyouhendaguanxi,xiawenjiangjieheshililaixiangxifenxi。
測試現場
此次測試的對象為小型電機係統,係統分為驅動器、電機平台、測試,3個部分。驅動器輸出通過電纜連接到電機平台,電機轉軸上安裝扭矩傳感器,傳感器所有連接線引到測試儀器,傳感器輸出信號接入功率分析儀電機測量單元扭矩BNC接口。傳感器輸出100kHz±50kHz脈衝對應0±5Nm扭矩。
這是一個日常的測試現場,工程師們需要測量基礎電參數,通過波形查找幹擾問題,評估三相不平衡度等。

遇到問題
調試中發現,驅動器上電但未開啟輸出,電機轉軸處於自由靜止狀態,測量到一個較大的值。用示波器測量傳感器輸出,發現100kHz脈衝上每個幾個周期出現一些尖峰振蕩,經過比較器後多了些脈衝,導致測頻結果高於100kHz。那麼幹擾信號從何而來?首先懷疑是驅動器,驅動器斷電幹擾消失。把傳感器電纜從傳感器處拔出,100kHz和幹擾都沒有了。證明幹擾由驅動器產生,通過驅動器輸出線、電機、扭矩傳感器及連線耦合到功率分析儀。

· 解決問題
zheyikuanqudongqibijiaoteshu,bianpinqibushuchushineibukaiguanguanyiranchuyugongzuozhuangtai,xiangbiqitabianpinqizhekuanganraohenda。fenxiqizaoshengmoxingruxiatusuoshi,qudongqishuchugongmodianya,raozuyujikejiancunzaijishengdianrongC1,機殼與傳感器電路有寄生電容C2,形成傳導路徑,電機和傳感器殼體作為中間導體雖然接地,不過驅動器、電機、測控櫃距離較遠,接地線阻抗高中間導體電位並不為零,仍有高頻共模電流通過電纜進入PA。PA扭矩輸入是BNC型端子,內部電路地對機殼多少有一些空間雜散電容C3(約幾十pF),共模電壓在兩信號線產生不對稱的電流,從而在線路阻抗上轉化為差模電壓疊加在正常信號中。

conganquanfangmiankaolv,sangejiguidoubixujiedadi,qiangdianxianluyuxinhaoxianfenkaibimianganraozhexiedoushiyaozunxundejibenyuanze。shijijiguijianweizhijiaoyuan,jiediduiyugaopinganraogaishanbuduo,zhizuoweianquancuoshi。jiejuezhezhongwentiyibankaolvshicongganraoyuan、傳播路徑、敏(min)感(gan)設(she)備(bei)三(san)方(fang)麵(mian)著(zhe)手(shou)。驅(qu)動(dong)器(qi)和(he)功(gong)率(lv)分(fen)析(xi)儀(yi)是(shi)成(cheng)型(xing)的(de)設(she)備(bei),不(bu)便(bian)於(yu)改(gai)動(dong),考(kao)慮(lv)從(cong)傳(chuan)播(bo)路(lu)徑(jing)入(ru)手(shou),使(shi)用(yong)多(duo)芯(xin)屏(ping)蔽(bi)電(dian)纜(lan)連(lian)接(jie)扭(niu)矩(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)到(dao)測(ce)控(kong)櫃(gui),傳(chuan)感(gan)器(qi)端(duan)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)連(lian)接(jie)到(dao)傳(chuan)感(gan)器(qi)外(wai)殼(ke),也(ye)與(yu)電(dian)機(ji)平(ping)台(tai)連(lian)通(tong),另(ling)一(yi)側(ce)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)接(jie)到(dao)測(ce)控(kong)櫃(gui)機(ji)殼(ke)。最(zui)初(chu)的(de)時(shi)候(hou)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)通(tong)過(guo)一(yi)根(gen)較(jiao)長(chang)的(de)線(xian)連(lian)接(jie)到(dao)測(ce)控(kong)櫃(gui),發(fa)現(xian)並(bing)沒(mei)有(you)改(gai)善(shan),最(zui)後(hou)使(shi)用(yong)銅(tong)片(pian)將(jiang)整(zheng)根(gen)線(xian)壓(ya)到(dao)機(ji)櫃(gui),幹(gan)擾(rao)得(de)到(dao)很(hen)大(da)衰(shuai)減(jian)。


此時將係統運行起來,通過功率分析儀的數據和波形再次進行驗證,電壓波形圖和矢量圖都很完美。


· 深入分析
cichushunbiantijiyixiaganraoxinhaodechuanbo,ketongguokongjianhuodaotichuanbo,kongjianganraofangshikefenweiganyinghefushe,fushetongchangyidiancibofangshichuanbo。ganyingfashengzaijiaojinjulinei,ganraoyuanruoshigaodianyaxiaodianliuzeyidianchangganraoweizhu,diyadadianliuzeyicichangweizhu。duiyuminganshebei,gaozukangjiedianyishoudianchangganrao,yingshiyongdianchangpingbi,pingbidaotijiedi。dizukangbihehuiluyishoucichangganrao,yingjinkenengjianshaohuanlumianji。chuandaoganraotongguoqijian、線路以共模或差模方式傳播,如果設備或線路不平衡共模則會轉化為差模信號疊加在有用信號中。
本例以傳導幹擾為主,所用方法基於以下的原因解決問題。
1)tongguokuandadepingbicengduigaopinxinhaochengxianjiaodidezukang,jianshaodianjipingtaihecekongguidedidianshicha,ganraodianliutongguojiaodizukangdepingbicengxiefangdaocekonggui,erbushizouxinhaoxian。
2)為什麼用一段導線將屏蔽層連接到測控櫃卻不能改善噪聲?試驗中使用的是0.75mm2圓導線長約50cm,由於趨膚效應增大了此導線的阻抗。
3)屏蔽層與芯線通過絕緣介質形成電容,屏蔽層直接接機殼,其效果相當於穿心電容,芯線上共模電壓被此電容旁路。
4)cichudianjipingtaihecekongguiyiyoujiedi,tongguochuanganqilianjiexianpingbicengyoujiangliangzhelianjie,xingchengdihuanlu。ranershijigongchengyingyongzhongdihuanluwangwangbukebimiandicunzai,benlizhongruomeiyoupingbicengyiranhuitongguoC2、電纜和C3產生高頻地環路,從這方麵看屏蔽層改變了環路路徑。

本ben文wen的de方fang法fa僅jin作zuo參can考kao,具ju體ti問wen題ti應ying當dang具ju體ti分fen析xi並bing驗yan證zheng。接jie地di與yu屏ping蔽bi是shi十shi分fen複fu雜za的de學xue科ke,要yao考kao慮lv到dao現xian實shi器qi件jian的de非fei理li想xiang特te性xing,如ru實shi際ji的de一yi根gen導dao線xian往wang往wang都dou不bu能neng等deng同tong於yu電dian路lu原yuan理li圖tu上shang的de連lian線xian,因yin此ci對dui於yu係xi統tong中zhong噪zao聲sheng幹gan擾rao需xu要yao細xi致zhi地di進jin行xing理li論lun分fen析xi和he實shi際ji驗yan證zheng,確que定ding合he適shi的de布bu局ju連lian線xian。
此(ci)次(ci)故(gu)障(zhang)幹(gan)擾(rao)排(pai)查(zha)實(shi)例(li)充(chong)分(fen)說(shuo)明(ming)了(le)能(neng)靈(ling)活(huo)使(shi)用(yong)功(gong)率(lv)分(fen)析(xi)儀(yi)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)和(he)豐(feng)富(fu)的(de)現(xian)場(chang)排(pai)查(zha)經(jing)驗(yan)都(dou)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de),功(gong)率(lv)分(fen)析(xi)儀(yi)擁(yong)有(you)強(qiang)大(da)的(de)波(bo)形(xing)和(he)測(ce)試(shi)功(gong)能(neng),能(neng)為(wei)電(dian)機(ji)與(yu)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)研(yan)發(fa)生(sheng)產(chan)提(ti)供(gong)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)測(ce)試(shi)分(fen)析(xi)數(shu)據(ju)。
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