变频器维修中交流电压的测量

    (1)交流电压参数

    交流电压大致可分为正弦和非正弦交流电压两类。其测量方法一般可分为两种，一种是具有一定内阻的交流信号源的测量，如图2-21(a)所示。另一种是电路中任意一点对地的交流电压的测量，如图2-21(b)所示电路中的U1、U2，也包括电路中任意两点间的交流电压，如UR1，UR3。在用间接测量法求UR3=U1-U2电压时，其值由矢量差求出，只有当U1和U2同相位时，才能用代数差表示。在时间域中，交流电压的变化规律是各种各样的，如有按正弦规律变化的正弦波、线性变化的三角波、跳跃变化的方波、随机变化的噪声波等。但无论变化规律多么不同，一个交流电压的大小均可用峰值（或峰-峰值）、平均值、有效值、波形因数、波峰因数来表征。

    ①峰值UP。峰值是交变电压在所观察的时间或一个周期内所达到的最大值，如图2-22所示，峰值是从参考零电平开始计算的，有正峰值UP+和负峰值UP-之分。称正峰值与负峰值的绝对值和为峰-峰值UP-P。常用的还有振幅Um，它是以直流电压为参考电平来计算的。

    因此，当电压中包含直流成分时，UP与Um是不相等的，只有在纯交流电压条件时UP=Um。

    图2-21    两种测量交流电压的方法

    图2-22    交流电压的峰值与幅度

    ②平均值。平均值在数学上的定义为

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    从原则上来说，求平均值的时间为任意时间。但对周期信号而言，T为信号周期。在实际测量中，总是将交流电压通过检波器变换成直流电压后再进行测量的，因此平均值通常是指检波后的平均值。平均值根据检波器的不同又可分为全波平均值和半波平均值，一般不加特别说明时，平均值都是指全波平均值，即

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    ③有效值U。一个交流电压和一个直流电压分别加在同一电阻上，若它们产生的热量相等，则交流电压的有效值U等于该直流电压值，即

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    有效值比峰值、平均值用得更为普遍。当不特别指明时，交流电压的量值均指有效值：各类交流电压表的显示值，除特殊情况外，都是按正弦波的有效值来刻度的。

    ④波形因数KF。电压的有效值与平均值之比叫做波形因数KF，即

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    ⑤波峰因数Kp。交流电压的峰值与有效值之比叫做波峰因数Kp，即

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   (2)用指针式万用表测量交流电压

    用指针式万用表的交流电压挡测量电压时，交流电压通过检波器转换成直流后直接推动磁电式微安表头，再由表头指针指示出被测交流电压的大小。因这种表的内阻较低，且各量程的内阻不同，各挡的内阻RV=量程×交流电压灵敏度SV，故测量时应注意内阻对被测电路的影响。此外，指针式万用表测量交流电压的频率范围较小，它一般只能用来测量频率在1kHz以下的交流电压。它的优点是：由于公共端与外壳绝缘无关，与被测电路无共同机壳接地（即接“地”）问题，因此，可以用它直接测量两点之间的交流电压。

   (3)用数字式万用表测量交流电压

    数字式万用表的交流电压挡，是将交流电压检波后得到的直流电压通过A/D变换器变换成数字量，然后用计数器计数，以十进制显示被测电压值的。与指针式万用表交流电压挡相比，数字式万用表的交流电压挡的输入阻抗高，如DT890型数字万用表的交流电压挡的输入阻抗为10MΩ，对被测电路的影响小，但它同样存在测量频率范围小的缺点，如DT890型数字万用表测量交流电压的频率范围为40~ 400Hz。

    一般电子线路中的交流回路较为简单，对50/60Hz交流电源升压或降压后的电压，只需使用普通万用表选择合适AC量程即可测量，但测高压时要注意安全。

    对非50/60Hz的电源，如变频器IGBT的输出电压，测量时就要考虑所用电压表的频率特性，一般指针式万用表的频率为45～2000Hz，数字式万用表的频率为45~ 500Hz，超过范围或非正弦波测量时结果都不正确。

    为了判断IGBT输出电路的信号和同步信号是否存在，可利用万用表的交流挡，在其表笔上串接一个0.1~0. 2μF的电容器，隔直流而仅测量其交流部分。万用表的指示是用正弦波的有效值进行刻度的，因为各部分的信号波形多数为非正弦波，所以万用表指示的值要比用示波器等观察的峰-峰值低，但仍可方便地判断出该测试点是否有信号。

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