插入 模块
16Ch 示波器
16Ch DSP
16Ch
运算模块 + -ⅹ÷
16Ch 触发电路 ACQ 内存
4.7 电机参数测试 变频空调的压缩机研发，需要测试测试来自扭矩传感器及编码器的信 号，通过 DL850 可以测量出机械功，扭矩、转速、电相角，针对于精 密机床等用的步进电机，还需要测量角度、位移等信号。 下图示例为通过测量编码器的 A 相、B 相、Z 相 及变频器的三相电流 信号，使用光标功能，实现电机相位角测量。
4.2 浮地高压信号精确测量 从下图可以看出，变频器的输出是高压、浮地、高速信号。而 DL850 通道间是绝缘的、测试浮地高压信号，无需差分探头，直接输入；而 且具有 16BIT 的 A/D，幅值测试精度大幅提高；宽带宽、高耐压、高 频共模电压抑制比(CMMR)高的特点，使得测试效果即兼顾了波形观测 又使得幅值测量更加精确，同时避免了使用差分探头等问题。
4.3 空调启动特性测试
空调研发时，为了更好的观测变频空调的启动过程，虽然其他仪器可 以使用滚屏模式，但是波形无法展开，放大，最主要是内存太小（相 对测试需求），通过滚屏模式看似增加了观测时间，采样率一定下降， 波形失真就不可避免；而使用内存具有 2GB 的 DL850，可以轻松捕获 从 5 赫兹到 150 赫兹的完整启动波形，通过两个放大窗口，能够清晰、 准确、不失真的分析每个周期的电压、电流、功率信号。
4.4 异常及可靠性测试 空调系统由于各种原因，会出现不能正常启动、电流过大等可靠性问 题。由于故障的不可预知及难以复现等特点。常规测试时，使用仪器 的触发功能，来捕获异常信号。但是只捕获了满足触发的信号，不符 合触发的信号被抛弃，使整个测试过程不够完整，难以全面分析问题 原因。DL850 独有的双捕获功能，可以完整记录整个测试过程，在系 统正常工作的情况下，通过低速测试、记录波形，一旦异常出现，自 动提高采样率，使得测试过程中正常和异常信号被完整记录，方便全 面分析故障原因。
3 变频系统测试中遇到的问题: 变频空调的工作频率一般为 10Hz~150Hz (某知名空调厂家宣布其变 频空调采用新一代 G10 变频引擎、最低运行频率低至 1 赫兹)，而启 动频率一般从 5Hz 启动，甚至 1Hz。测试时需要观测各种电气参数和 机械参数。随着系统的功能复杂度的提高，使用统测试手段暴露出的 测试难题很多。比如，示波器的通道不隔离，不能直接测量变频器输 出的浮地高压信号；示波器的 AD 只有 8 BIT，幅值测试精度太低； 存储深度不够，难以观测电机的从 5Hz~150Hz 的连续工作过程；测量 通道只有 4 通道（世界唯一 8 通道示波器－YOKOGAWA 7480），对拥有 多个变频输出和电机的系统，无法同时评价，对整个系统的性能无法 准确测量；整个系统的功率、效率等无法同步评价；系统长时间的可 靠性测试，无法完整记录测试过程及异常情况；机械信号、电相角、 角度、位移等信号难以完整分析等等问题，已经经常困扰测试及研发 工程师。 4 解决方案: YOKOGAWA 作为行业内专业的测试仪器供应商，针对以上问题，给出 专业的解决方案。使用一台 DL850（DL850V）可以轻松应对以上问题。 DL850/DL850V 支持最大 100MS/s 的采样速率，支持最多 128 个通道， 最大存储深度可达 2GW，多达 15 种 丰富的插入式模块可以满足高 速、高压、多点等各种测试要求，同时 DL850V 具有监测 CAN 通信数 据的变化趋势等功能。下面主要介绍在变频空调测试中具体应用。 4.1 调制高速信号测试
4.4 异常及可靠性测试 空调系统由于各种原因，会出现不能正常启动、常规测试时，使用仪器 的触发功能，来捕获异常信号。但是只捕获了满足触发的信号，不符 合触发的信号被抛弃，使整个测试过程不够完整，难以全面分析问题 原因。DL850 独有的双捕获功能，可以完整记录整个测试过程，在系 统正常工作的情况下，通过低速测试、记录波形，一旦异常出现，自 动提高采样率，使得测试过程中正常和异常信号被完整记录，方便全 面分析故障原因。
4.6 系统整体功率、效率评价 空调系统测试时，单独测试单个变频器与电机的效率等参数使用 WT3000/WT1800，精度非常高，而且功能强大。但是遇到整个系统联 合调试时，变频器、压缩机、室内机、室外机等同时运行，就可以用 两台 WT3000/WT1800 同步测量，实现目前业内最高精度的测量。如果
对测试精度要求不是特别高时，就可以使用一台 DL850，完成多达 16 路信号的系统测试。系统的电压、电流、功率、效率等参数测量值、 波形及变化趋势等都可实时显示。下图是实现原理。 另外，变频空调有时只要对特定温度条件、或特定运行频率环境才做 以上测试，可以通过温度、频率等输入信号作为触发，开启或关闭特 定的测试。
4.5 输出信号基波分离及 FFT 在变频测试中，变频器输出的基波信号特性非常重要，为了分离出基 波信号，一般方法都是在仪器输入信号通道增加低通滤波器，但是这 样就不能同时观测被测信号和基波信号了。DL850 有独立与测量通道 的 16 个 DSP 运算通道，通过设置二阶低通滤波器，轻松实现基波信 号与被测信号分离，并实现了基波信号与被测信号同时观测，测量参 数自动测量、运算等功能，具体如下图所示。当然，系统配置的有 FFT 功能，对于频谱等相关分析也很方便。
系统测试问题及解决方案
1 引言 随着节能被越来越重视，变频和电机作为节能重要方法，变频和电机 的技术也得到了日新月异的发展。由此而引发的测试问题也日益增多， 时刻挑战测试仪器的测试能力极限。如变频电机的启动频率越来越低， 有些行业启动频率甚至达到了 0.7 赫兹；测试系统更加复杂，同时需 要测试六相、九相甚至更多的测试回路等。本文以变频空调为例，针 对测试中遇到的问题，使用 YOKOGAWA 超高速存储记录仪 DL850 给出 解决方案。 2 系统的构成 变频空调的系统结构图如下，从变频空调的系统框图可以看出，系统 中有三个独立功能的变频部分和三个独立的电机。变频器分别调控压 缩机、室内机、室外机。
由于近期的开关频率超过 100Hz，要捕捉这样的开关波形。需要更高 的采样率和更长的内存，而 DL850 具有 100M 的采样模块，从下图可 以看出，DL850 清楚捕获了 IGBT 管的控制信号，即使其上升沿的振 荡过程也能很精确的捕捉。即使同时观测六通道，每个通道也达 250MS 的存储空间，可以连续观测变频器 5～150 赫兹的启动工作过程，而 使用一般的示波器根本无法完成。
如果测试电流信号中含有谐波，电流信号必然产生畸变，电角度的测 量就可以通过 FFT 变换获取电流的基波成分，然后通过 DSP 实时计算
出电流与旋转角度之间的相差，通过如下趋势图显示出来。
4.8 其他行业应用: 变频与电机的结合，成为当今节能的重要方法。典型的如电动汽车因 为有四驱动力（两台变频其和两台驱动电机）和空调系统，同步测试 信号多达 16 路，同时需要测量 CAN 总线信号；地铁、高铁因为有变 频系统及逆变系统，也需要同步测试 14 路电气模拟信号及多路高压 逻辑信号（DL850 有逻辑模块）；六相、九相变频电机也有多路信号 需要测试。以上测试中不只测试电压、电流等信号的波形、参数；而 且还要通过电压、电流参数，给出系统的功率、能耗、效率等测量值， 使用 DL850，都成功的解决了测试中遇到的各种问题。 5 总结： 变频及电机的应用非常广泛，系统构成也日趋复杂，YOKOGAWA 使用 高速存储记录仪 DL850 实现了多种参数的参量，为研发及测试人员的 工作提供了便利。