大多数现代变频器的工作原理是将三相电压源转换为直流电，并使用绝缘栅双极晶体管（igbt）以3000至4000赫兹的频率打开和关闭直流电压。改变单个脉冲的持续时间或宽度【脉冲宽度调制（pwm）】控制有效电压。为了帮助“塑造”合成正弦波，在合成正弦波的较低位移处使用正、负混合脉冲。

测量电压

真实有效值测量传感器和仪表的读数将高于用户预期。真有效值测量传感器和/或仪表记录施加电压的正确有效值。

客户会问：“我怎样才能读取所施加电压的正确值？”嗯，他们读的是正确的值。

变频器电压电流波形

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典型变频器产生的电压和电流波形。

电压的均方根计算

电压的均方根计算

f（v）是计算均方根值时电压的函数。在变频器的情况下，电压函数由一系列宽度可变的电压脉冲组成，这些脉冲既有正脉冲，也有负脉冲。通过平方脉冲（[f（v）]2），所有脉冲（包括散布在正摆动脉冲中的负摆动脉冲和散布在负摆动脉冲中的正摆动脉冲）都有助于均方根值。因此，与合成正弦波电压包络相比，产生的真均方根或有效电压高于预期。

测量电流

因为电动机负载是感应的，所以它会从变频器中滤除高频成分，电流被观察为带纹波的正弦波。真有效值测量仪或传感器测量电机负载使用的有效电流。

测量功率

由于来自变频器的合成电压正弦波可能从接近直流电的频率变化到某些标称交流频率，例如66赫兹，功率测量设备必须具有从直流到最大预期合成频率的响应，并且必须具有足够快的响应以捕获脉冲宽度调制频率。

一个适当设计的功率传感器将把单个电压脉冲乘以电流，并在足够长的时间内对产品进行平均，以获得相对平滑的输出。

逆变电源负功率时的电压和电流波形

这是图一，还有一些注释。θ是电流滞后于电压的角度-功率因数角。这表明存在感应负载。注意电流为正时出现的负电压脉冲。这会导致负功率流。同样注意当电流为负时出现的正电压脉冲。这也会导致负功率。

由变频功率传感器测量的功率反映了电机产生轴功率所消耗的功率、电机正常情况下的电阻损耗以及由于脉冲宽度调制电压而产生的附加电阻损耗。作为后者的结果，由变频器工作的感应电动机将运行得更热一些。为了纠正这种情况，一些电机制造商指定在变频器和电机之间使用电抗器。电抗器是一个感应器，它可以滤除高频电压脉冲。测量电抗器和电动机之间的电压，结果将接近正弦波电压的预期值。测量电抗器和电机之间的功率，可以消除电压pwm波形造成的大部分热量损失，从而更准确地测量轴功率。

解决用户真正想要测量什么的问题

今天提供的变频器可以提供一个很好的干净正弦波的电压输出或载波频率的未滤波输出。根据制造商的不同，载频可以从几千赫兹到30千赫兹不等。请与您使用的变频器制造商联系。如果出现以下情况，则不应出现任何测量问题：

变频器输出经过良好的滤波。

变频器和马达之间有一个电抗器。将传感器或仪器连接到反应堆和电机之间。

如果变频器的输出没有被过滤，并且没有使用电抗器，您将获得高于预期的电压和功率读数，如前所述。

这些读数没有错，但并不能反映电动机正在做的工作。该怎么办？

解决方案1

如果载波频率在千赫范围内

你可以试着在电压传感器和瓦特传感器的输入端之前加上一个滤波器，一对0.2 mfd的陶瓷电容和一对100欧姆的电阻作为pi网络滤波器可以很好地滤除载波。

解决方案2

另一种方法更为复杂。建立了一个基于dsp技术的半定制监控软件包。此监控包中的固件确定合成正弦波和包络线的过零点。由此可以计算出所有的参数。关于这个解决方案，请与我们联系。定价非常合理。

解决方案3

这个解决方案是一个“逃避”的解决方案，但非常合理。如果电源是主要问题，测量进入变频器的电源。这比测量变频侧要便宜得多。变频器制造商应该能够给你一个变频器的效率等级。根据这个额定值和功率读数，可以计算出电动机的功率输出。