一、需求与现状

在当今的电机驱动行业，变频调速越来越普及。由于变频调速具有调速范围宽、无浪涌电流、功率因数和效率高等优点，在电气传动、变频传动和数控中得到了广泛的应用。特别是在节能减排的大环境下，设计一个高效可靠的变频驱动系统已经成为很多工程师的重要工作。

变频调速系统有很多优点，但是设计一个高效可靠的驱动系统并不容易。工程师有许多设计要求:

观察驱动输出电压波形和PWM变化规律;

测量负载变化时驱动电流的变化;

捕捉各种原因引起的电机端过电压;

了解驱动电压波形的变化特征，以便选择合适的滤波和补偿措施。

图一. 典型的变频驱动原理电路

同时，对于驱动器内部，工程师需要：

·了解 IGBT 的输出信号的质量;

·降低 IGBT 损耗和安全工作区验证;

·捕捉由于供电系统的电压波动造成系统“脱扣”问题

二、解决方案

解决这些问题，示波器无疑是最佳选择，但普通的示波表往往不能胜任这些工作。首先示波表虽然有电池供电浮地测量的优点，但有限的存储长度无法高精度地捕获一个工频周期的全部信号。虽然有些示波器有较长的存储长度，但由于内存复用和波形管理的问题，实际使用时要么无法捕获预期长度的波形，要么在繁多的波形中无法发现工程师感兴趣的问题点。

图二. 蓝色电压信号的过冲被自动查找并标记出

泰克示波器的DPO3000/4000是解决这些设计难题的利器：

·每通道独立的5M/10M存储器，可以在 500Ms/s 高采样率下捕获一个工频周期波形变化

·独有的波形导航功能可以快速的定位偶然发生的过电压位置

·通过标配的数学运算功能，可以完成之前专用高带宽功率分析仪才能进行的功率测量

·配合功率分析模块或可变低通滤波功能，可以直接测量出电压PWM信号的脉宽变化规律

·独有的电源分析功能，可以分析出IGBT的损耗和安全工作区。

图三.使用可变低通滤波，得到浅黄色波形为 PWM 电压信 号的脉宽趋势变化曲线

三、典型配置

DPO3000/DPO4000 示波器+P5205+TCP0030+DPO3PWR +TPC-BNC

说明：

DPO3000/DPO4000示波器均可，建议选择带宽300MHz以上

可选高压差分探头：P5210，P5205，P5200

可选电流探头：TCP0030，TCP0150，TCPA300电流测试系统，TCPA400电流测试系统，A621，A622

如果电流较大，请参考电流探头选型指南选择其它电流探头。

四、方案比较：