泰克PA4000 功率分析儀利用脈寬調制輸出測量的特殊工作模式克服了這個難題。它對數(shù)據(jù)進行高速采樣，并實時計算總體數(shù)量，包括所有諧波和載波分量。與此同時，對采樣數(shù)據(jù)進行數(shù)字化濾波，提供低頻測量，如輸出頻率的基波分量和測量。

圖2. 高精度PA4000 測量技術

除了從同一測量中獲得低頻和高頻結構外，該技術允許高頻測量與低頻信號同步，這是提供精確和穩(wěn)定的高頻測量結果的唯一方法。

圖3. 測得的一個馬達繞組兩端的凈電壓

根據(jù)測量的輸出頻率范圍，濾波器的選擇方案有3 種，參見表2。

表2. 脈寬調制馬達驅動器系統(tǒng)內不同頻率范圍應用的濾波器

濾波器的選擇并不影響較高頻率分量的測量，因為這些測量是通過未經(jīng)過濾的數(shù)據(jù)進行的。不過，為了優(yōu)化低頻測量結果，您應當為應用選擇正確的濾波器。

5.使用PA4000 示波器測量驅動器輸出

該儀器通過三相三線配置連接至輸出。（ 又稱作兩表法。關于兩表法的更多信息，請參見應用指南：三相測量原理。） 對于輸出電流高達30A 的脈寬調制驅動器，PA4000 可以通過其內部電流分流器，直接與驅動器輸出相連，如圖4 所示。

圖4. PA4000A\ 輸出測量

對于輸出電流超過30 A 的脈寬調制驅動器，您可以使用外部電流傳感器或外部電流分流器。泰克公司提供多種固定核心電流傳感器，最高電流達1000 A。這些傳感器包括電纜，實現(xiàn)與PA4000 的快速連接，并利用儀器的15 V 直流電源。當PA4000 功率分析儀與外部分流器一起使用時，您可以將分流器與外部分流電壓輸入相連。這些輸入可以測量從X V 到Y V 的分流輸出。對于電流傳感器和外部分流器，重要的是，記住正確設置縮放比例。

特別是對于低電流驅動器， 如果可能， 應當將PA4000 直接與脈寬調制輸出端相連。這是因為，盡管交流電流變壓器和霍爾效應電流傳感器在較高電流時提供良好的精度，但對于幾安培的較低電流，其結果精度往往較差。

盡管在脈寬調制驅動器輸出端出現(xiàn)極高的共模電壓，為了從電流分流器得到優(yōu)異的結果，PA4000 輸入電路已經(jīng)優(yōu)化。分流器兩端電壓可能只有幾毫伏，但分流器電勢相對于接地端上下波動幅度高達數(shù)百伏，每微秒高達數(shù)千伏。

雖然采用兩表法時，PA4000 只有兩個通道用于測量，但該儀器將以矢量方式計算和顯示第三條（非測量）線路的電流值。這將為權衡負載提供有價值的檢查。此外，由于兩表法不需要分析儀的第三個通道，它可以用作獨立的測量通道，如測量脈寬調制驅動器內的直流總線，詳見第7 部分介紹。

一旦分析儀進行連接和配置完畢，它將利用選定的濾波器測量驅動器輸出功率。如果PA4000 測量頻率有困難，應確保已經(jīng)指定正確的濾波器頻率范圍。

注意，Vrms、Arms 和功率數(shù)字是通過預過濾值測得的，因此包括所有的高頻分量，其中基波值只考慮對馬達有用功的貢獻。電壓有效值與基波電壓存在顯著差異是很正常的。通常，在電流和功率之間的差異較小，因為感應馬達對電流進行了過濾。

通過SUM 通道讀取的總功率和基波功率之間的差異，可以估算高頻損耗。這代表脈寬調制驅動器提供的電力，這部分電力對機械輸出功率沒有貢獻，因此增加了馬達的熱量：

高頻損耗= 總功率 - 基波功率

當進行脈寬調制驅動器比較時，這是非常有意義的測量。

6. 驅動器直流總線測量

雖然脈寬調制驅動器輸入和輸出之間的連接稱為直流總線，但這個總線上的電壓和電流遠非純直流，因此，在進行所需的測量時必須小心謹慎。