Jak měřit na měničích multimetrem

Měření na frekvenčních měničích a dalších zařízeních využívajících pulzní modulaci nemusí být snadné z hledicka volby vhodného multimetru.

Jak zvolit vhodné multimetr pro měřená na frekvenčním měniči. 

Prvotní zjištění stavu a identifikace závady na pohonu využívající frekvenční měnič,

případně na dalších zařízeních využívající výkonové elektroniky běžným multimetrem není zcela bez problému. 

Tato zařízení představují jedinečnou sadu problémů s měřením, které mohou naštvat i ty nejzkušenější profesionály.

Díky technologii, kterou poprvé do svých přístrojů zavedla firma Fluke můžete provádět přesná elektrická měření pomocí multimetru

během instalace a údržby těchto zařízení a diagnostikovat špatné součásti a další stavy, které mohou vést k předčasnému selhání.

Nemůže to být však multimetr jakýkoliv.

Měření na vstupu regulátoru

Vstupní napětí měniče je možné měřit jakýmkoliv kvalitním multimetrem, který je konstruován tak, že měří skutečnou efektivní hodnotu (TRMS).

To se týká i měření vstupního proudu klešťovým ampérmetrem.

Pokud „neumí“ TRMS, tak naměřené hodnoty jsou chybné. Proud odebíraný měničem není sinusový (obr. 1).

Měření na výstupu regulátoru

Na výstupní straně regulátoru je tomu jinak (obr. 2).

Běžný multimetr TRMS nedokáže zobrazit šířkově modulované napětí (PWM) na výstupu řízeného regulátoru.

Při měření TRMS je totiž měřen tepelný ekvivalent napětí nebo proudu.

V případě nesinusového šířkově modulovaného napětí přiváděného na svorky motoru je tomu také tak,

zatímco na displeji regulátoru je zobrazena efektivní hodnota napětí o základním kmitočtu (běžně 30 až 60 Hz).

Příčinou tohoto rozporu je šíře pásma multimetru a rušení.

Šíře pásma mnoha současných multimetrů je až 20 kHz i více a musí být, aby správně měřily TRMS.

To způsobuje, že nereagují pouze na základní složku, na kterou skutečně reaguje motor, ale na všechny vysokofrekvenční složky generované měničem PWM.

A pokud multimetr není stíněný proti vysokofrekvenčnímu šumu, vysoké hladiny rušení měniče vytvoří další nesrovnalosti měření.

V kombinaci s problémy šířky pásma a stínění mnoho multimetrů TRMS zobrazuje hodnoty až o 20 až 30 % vyšší, než udává řadič pohonu.

V této situaci je velmi důležité zvolit multimetr s vhodnými vlastnostmi.

Na trhu je obrovské množství multimetrů a klešťových přístrojů pro měření TRMS,

ale je několik takových, které by byly schopny měřit na řízených pohonech.

Prvním takovým přístrojem byl multimetr Fluke 87 V, který využívá k měření patentovanou metodu frekvenčně nastavitelného filtru

– dolní propusti, která umožní přesně měřit i v obvodech regulovaných pohonů.

Multimetr Fluke 87 V (obr. 3) se zabudovaným volitelným filtrem (dolní propustí) umožňuje provádět přesná měření napětí, proudu a frekvence na výstupní straně měniče.

Buď na samotném měniči, nebo na svorkách motoru.

S navoleným filtrem by hodnoty na displeji Fluke 87 V pro napětí i frekvenci (otáčky motoru) měly souhlasit s příslušnými indikacemi na displeji měniče.

Dolní propust také umožňuje přesné měření proudu při použití klešťového adapteru proudu s Hallovými senzory.

Všechna tato měření jsou zvláště užitečná při měření v místě motoru, v případě, kdy měnič není vybaven displejem.

Z obr. 4 je zřejmý rozdíl mezi zobrazením hodnot na displeji regulátoru a zobrazením hodnot naměřených multimetrem bez filtru.

Na obr. 5 jsou zobrazeny hodnoty při měření se zapnutým filtrem.

Na obr. 6 je situace při měření frekvence běžným přístrojem, např. multimetrem s čítačem.

Vzhledem k použití šířkové modulace je hodnota frekvence zobrazená multimetrem naprosto odlišná od hodnoty frekvence základní složky na regulátoru, která určuje otáčky motoru.

Na displejích obr. 7 jsou ukázány hodnoty při měření se zapojeným filtrem na přístroji Fluke 87 V.

V tomto případě velikost frekvence odpovídá skutečnosti.

Měření na stejnosměrné sběrnici regulátoru (meziobvodu) je nezbytné pro zjištění jeho správné činnosti.

Není-li zde správné napětí nebo je-li nestabilní, diody nebo kondenzátory měniče se mohou poškodit.

Napětí stejnosměrné sběrnice by mělo být 1,414krát větší než vstupní napětí. Znamená to tedy, že pro vstupní napětí 480 V je stejno směrné napětí 679 V.

Toto napětí by mělo souhlasit s naměřenou hodnotou s použitím filtru (viz výše).

Na obr. 8 a obr. 9 jsou zobrazeny výsledky měření proudu bez filtru a se zapnutým filtrem – k měření byl použit klešťový adaptér s převodem ampéry na milivolty.

Po zavedení funkce filtru u přístroje Fluke 87 V zavedli podobné řešené i další výrobci multimetrů.

Podobnou funkci dolní propusti nalezneme u multimetrů Kyoritsu KEW 1051, KEW 1052

případně Chauvin Arnoux C.A 5233, C.A 5275, C.A 5277.

U Fluke pak ještě u Fluke 28II a Fluke 87 V MAX.

Měření na výstupu měniče nebo na motoru běžným multimetrem může vést k chybným rozhodnutím o stavu pohonu.

Pokud potřebujete poradit v této problematice tak nám neváhejte napsat.

Rádi poradíme.

Blue Panther team

Fotografie

Průmyslový multimetr FLUKE 87V

rozlišení 3 3/4 místa s bargrafem s filtrem pro měření napětí na měničích frekvence, TRMS, AC+DC, odpor, kapacita,

Odolný TRMS digitální multimetr Fluke 28 II

Fluke 28 II představuje TRMS digitální multimetr, který je díky své konstrukci ideálním pomocníkem při práci v náročných provozech.

Digitální multimetr Kyoritsu KEW1051

Přesný TRMS multimetr se zobrazením 6 000 a přesností 0,09% v CAT IV 600V

Digitální multimetr Kyoritsu KEW 1052

Digitální multimetr s přesností DC V 0,09% s pamětí, možností připojení sond proudu, teploty. Lux ... a záznamem do paměti.

Multimetr TRMS C. A 5233

Profesionální multimetr pro měření v těžkých provozech s přepínáním vstupní impedance a bezkontaktní indikací napětí.