在之前的文章《電機(jī)功率表技術(shù)指標(biāo)_解讀GBT1032等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》中,對(duì)于工頻供電的電機(jī)試驗(yàn)對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求做了詳細(xì)的描述,對(duì)于變頻器供電的電機(jī)試驗(yàn)來(lái)說(shuō),在滿足GBT1032規(guī)定要求的同時(shí),對(duì)測(cè)試設(shè)備提出了更高的要求,特別是帶寬方面。
《GB/T 22670-2008變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》規(guī)定變頻器供電的電機(jī)試驗(yàn),應(yīng)使用測(cè)量電流、電壓有效值的儀表和有功功率表,尤其在輸入輸出法中,測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度取決于功率表、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速測(cè)試設(shè)備的準(zhǔn)確度。
考慮到諧波產(chǎn)生損耗的作用,應(yīng)仔細(xì)選擇測(cè)試設(shè)備,使其能在相應(yīng)頻率范圍內(nèi)有足夠的準(zhǔn)確度,以下是對(duì)互感器、傳感器以及分流電路等測(cè)試設(shè)備所要求的頻率范圍fr:
fr=10f1----對(duì)六階梯變頻器
fr=6fp----對(duì)PWM變頻器,最高為100kHz
式中:
f1----最高額定頻率
fp----最高脈沖頻率(載波頻率)
在這段描述中,規(guī)定了測(cè)試設(shè)備的最低采樣頻率的要求。拿載波頻率為2K的PWM變頻器來(lái)說(shuō),測(cè)試設(shè)備的帶寬至少為12KHz,那采樣頻率必須高于24 KHz。這個(gè)要求對(duì)于目前大多數(shù)高端測(cè)試設(shè)備來(lái)說(shuō),這個(gè)要求并不是太高。
換個(gè)方位考慮一下,是不是測(cè)試設(shè)備的采樣頻率也高越好呢。這也未必。
假設(shè)電機(jī)基波頻率為1Hz(例如永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低,所以基波頻率均非常低),在整周期截?cái)嗟囊笙拢枰辽俜治鲆粋€(gè)信號(hào)周期,也就是至少1S的數(shù)據(jù)。假設(shè)測(cè)試設(shè)備的采樣頻率為100KHz,那么1S的數(shù)據(jù)量為100k點(diǎn),即傅里葉變換的點(diǎn)數(shù)為100k點(diǎn)。這么大的數(shù)據(jù)量對(duì)一般測(cè)量?jī)x器的處理器的運(yùn)算速度提出了很大的要求,而且采樣頻率越高,這個(gè)運(yùn)算要求也會(huì)越高,最終導(dǎo)致運(yùn)算的速度跟不上。
在實(shí)際測(cè)量中往往通過(guò)降低采樣頻率來(lái)減少傅里葉變換點(diǎn)數(shù),而降低采樣頻率之后,為了不違背采樣定理,只能在被測(cè)信號(hào)輸入側(cè)加抗混疊濾波器,這樣一來(lái),傅里葉變換可以正常進(jìn)行,基波可以準(zhǔn)確獲取,但是,被測(cè)信號(hào)的高次諧波被抑制了,不能滿足變頻器輸出諧波測(cè)量的需要。
由此看來(lái),測(cè)量設(shè)備處理器的運(yùn)算速度必須得跟得上傅里葉變換運(yùn)算的速度,才能保障變頻器諧波的準(zhǔn)確測(cè)量,但是測(cè)量設(shè)備處理器的運(yùn)算速度不可能無(wú)限擴(kuò)大,所以采樣頻率越高不一定合適。事實(shí)上,采樣頻率在滿足《GB/T 22670-2008變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》以及采樣定理的要求就可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。在滿足測(cè)量設(shè)備處理器的運(yùn)算速度的條件下適當(dāng)提高測(cè)試設(shè)備采樣頻率,也是可以提高測(cè)量精度,但是一味的通過(guò)提高采樣頻率來(lái)提高測(cè)量精度只會(huì)適得其反。