（1）電氣使用條件

在變頻器試驗(yàn)時(shí)應(yīng)考慮試驗(yàn)電源頻率變化、電壓變化、電壓不平衡、電源阻抗、電源諧波及一些異常條件等：如頻率為f_LN±2%；額定輸入電壓的變化限值為±10%；電源電壓不平衡度不超過基波額定輸入電壓(V_LN1)的3%。

（2）環(huán)境使用條件

主要包括使用氣候條件和機(jī)械安裝條件，如環(huán)境溫度+5℃～+40℃；濕度應(yīng)小于90%，變頻器應(yīng)安裝于室內(nèi)堅(jiān)固的基座上，在其安裝區(qū)域內(nèi)裝置或安裝在柜內(nèi)器件對變頻器通風(fēng)或冷卻系統(tǒng)不會造成嚴(yán)重的影響。

變頻器試驗(yàn)類型包括：

①型式試驗(yàn)。對按照某一設(shè)計(jì)制造的一個(gè)或數(shù)個(gè)部件進(jìn)行的試驗(yàn)，用于說明該設(shè)計(jì)滿足特定的技術(shù)要求。

②出廠試驗(yàn)。在制造期間或制造之后對各個(gè)部件進(jìn)行的試驗(yàn)，用于確定其是否符合某一準(zhǔn)則。

③抽樣試驗(yàn)。在一批產(chǎn)品中對隨機(jī)抽取的產(chǎn)品進(jìn)行的試驗(yàn)。

④選擇(專門)試驗(yàn)。除型式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)之外，經(jīng)過制造廠和用戶協(xié)商而進(jìn)行的試驗(yàn)。

⑤車間試驗(yàn)。為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)，在制造廠的實(shí)驗(yàn)室里對部件或設(shè)備進(jìn)行的試驗(yàn)。

⑥驗(yàn)收試驗(yàn)。按合同上規(guī)定的、用以向用戶證明該部件滿足其技術(shù)規(guī)格中某些條件的試驗(yàn)。

⑦現(xiàn)場調(diào)試試驗(yàn)。在現(xiàn)場對部件或設(shè)備進(jìn)行的試驗(yàn)，用于驗(yàn)證安裝和運(yùn)行的正確性。

⑧目擊試驗(yàn)。在廠方和用戶在場的情況下進(jìn)行的上述任何一種試驗(yàn)。

（1）國家標(biāo)準(zhǔn)

全國半導(dǎo)體電力變流器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會從完善產(chǎn)品全過程的質(zhì)量控制出發(fā)，針對相應(yīng)的調(diào)速裝置試驗(yàn)方法、調(diào)速裝置環(huán)境條件規(guī)程、調(diào)速裝置技術(shù)條件、調(diào)速裝置驗(yàn)收規(guī)程、調(diào)速裝置安全規(guī)程等制定的一些配套標(biāo)準(zhǔn)，已制訂了6項(xiàng)電氣傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T3886.1-2002、JB/T10251-2001、GB/T12668.1-2003、GB/T12668.2-2003、GB12668.3-2004、GB/T12668.4。

《GB/T12668.2-2003調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng)第2部分：一般要求–低壓交流變頻電氣傳動(dòng)系統(tǒng)額定值的規(guī)定》適用于一般用途的交流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由電力設(shè)備（包括變流器部分、交流電動(dòng)機(jī)和其它設(shè)備，但不限于饋電部分）和控制設(shè)備（包括開關(guān)控制—如通/斷控制，電壓、頻率或電流控制，觸發(fā)系統(tǒng)、保護(hù)、狀態(tài)監(jiān)控、通信、測試、診斷、生產(chǎn)過程接口/端口等）組成。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于牽引傳動(dòng)和電動(dòng)車輛傳動(dòng)；適用于連接交流電源電壓1kV以下、50Hz或60Hz，負(fù)載側(cè)頻率達(dá)600Hz的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)。本標(biāo)準(zhǔn)給出了關(guān)于變頻器額定值、正常使用條件、過載情況、浪涌承受能力、穩(wěn)定性、保護(hù)、交流電源接地和試驗(yàn)等性能的要求。

（2）變頻器標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目

變頻器標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目見表10-1。

表10-1  變頻器標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目

①　絕緣試驗(yàn)的目的在于檢查變頻器的絕緣狀況，為了防止不必要的破壞，在試驗(yàn)之前，可先用1000V兆歐表測量受試部分的絕緣電阻。在環(huán)境溫度20±5℃和相對濕度為90%的情況下，其數(shù)值應(yīng)不小于1MΩ，但所測絕緣電阻只作為耐壓試驗(yàn)的參考，不作考核。

②　輕載和功能試驗(yàn)的目的是為了驗(yàn)證變頻器電氣線路的所有部分以及冷卻系統(tǒng)的連接是否正確，能否與主電路一起正常運(yùn)行，設(shè)備的靜態(tài)特性是否能滿足規(guī)定要求。本試驗(yàn)作為出廠試驗(yàn)時(shí)，變頻器僅在額定輸入電壓下運(yùn)行,而型式試驗(yàn)時(shí)，則應(yīng)在額定電壓的最大值和最小值下檢驗(yàn)設(shè)備的功能。

③　額定電流試驗(yàn)是為了檢驗(yàn)變頻器能否在額定電流下可靠運(yùn)行。

④　過電流能力試驗(yàn)是負(fù)載試驗(yàn)的一部分，是在額定運(yùn)行情況下，在規(guī)定的時(shí)間間隔施加規(guī)定的短時(shí)過電流值，變頻器均能正常工作。

⑤　紋波電壓和電流的測量是在用戶提出要求時(shí)才予以實(shí)施，并按GB/T3859.2電氣試驗(yàn)方法和產(chǎn)品分類標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行。

⑥　功率損耗可以在測量的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算，或者直接測定。間接冷卻的變流器的功率損耗可以從測得的熱轉(zhuǎn)移媒質(zhì)所轉(zhuǎn)移的熱量(用量熱的方法)和估算通過變頻器機(jī)殼的熱流量來計(jì)算。

⑦　溫升試驗(yàn)的目的在于測定變頻器在額定條件下運(yùn)行時(shí)，各部件的溫升是否超過規(guī)定的極限溫升。試驗(yàn)應(yīng)在規(guī)定的額定電流和工作制，以及在最不利的冷卻條件下進(jìn)行。

⑧　一般情況下，不需要測量功率因數(shù)，當(dāng)要求測量時(shí)，應(yīng)測定總功率因數(shù)。

⑨　固有電壓調(diào)整率測量是在變頻器電壓等于額定值下，根據(jù)輕載試驗(yàn)、額定電流試驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)計(jì)算的(見GB/T3859.2)。

⑩　輔助部件的檢驗(yàn)主要在于對變頻器電氣元件、風(fēng)機(jī)等輔助裝置的性能進(jìn)行檢驗(yàn)。但只要這些元件具備出廠合格證，可只檢驗(yàn)其在變頻器中的運(yùn)行功能，不必重復(fù)進(jìn)行出廠試驗(yàn)。

⑾　控制設(shè)備的性能檢驗(yàn)最好采用類似額定功率的電動(dòng)機(jī)對設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，也可采用較低功率的電動(dòng)機(jī)在反饋量適當(dāng)換算的情況下來進(jìn)行。

⑿　保護(hù)器件的檢驗(yàn)主要包括各種過電流保護(hù)裝置的過流整定；快速熔斷器和快速開關(guān)的正確動(dòng)作；各種過電壓保護(hù)設(shè)施的正確動(dòng)作；裝置冷卻系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)施的正常動(dòng)作；作為安全操作的接地裝置和開關(guān)的正確設(shè)置以及各種保護(hù)器件的互相協(xié)調(diào)。

⒀　電磁抗擾性的驗(yàn)驗(yàn)是通過試驗(yàn)驗(yàn)證變頻器各個(gè)子部件的性能，如電力電子電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、控制電路及顯示和控制面板對電磁干擾的抗擾度。電磁干擾有低頻干擾和高頻干擾。低頻干擾包括：諧波、換相缺口電壓畸變、電壓波動(dòng)、電壓跌落和短時(shí)中斷、電壓不平衡和頻率變化。高頻干擾包括：對公共環(huán)境、工業(yè)環(huán)境及對電磁場的抗擾度。

⒁　對變頻器電磁發(fā)射的要求是：應(yīng)盡可能地與其實(shí)際的工作環(huán)境條件相適應(yīng)，為了確�；�本的保護(hù)要求，分別規(guī)定了對公共環(huán)境、工業(yè)環(huán)境的低頻基本發(fā)射限值和高頻基本發(fā)射限值。

⒂　音頻噪聲試驗(yàn)應(yīng)在周圍2m內(nèi)沒有聲音反射面的場所進(jìn)行，測試時(shí)應(yīng)盡可量避免周圍環(huán)境噪聲對測量結(jié)果的干擾。

⒃　附加試驗(yàn)是上述試驗(yàn)項(xiàng)目未包括的其他性能有要求，應(yīng)在定貨時(shí)提出，并取得協(xié)議。

（1）穩(wěn)態(tài)性能

變頻器穩(wěn)態(tài)性能試驗(yàn)包括：試驗(yàn)變頻器傳動(dòng)變量，如輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等的穩(wěn)態(tài)性能，用選取的偏差帶(穩(wěn)態(tài))來評價(jià)反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，應(yīng)滿足規(guī)定的工作和使用偏差的變量范圍。

（2）動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

①電流限值和電流環(huán)。這些試驗(yàn)用來表征變頻器的動(dòng)態(tài)性能，與被傳動(dòng)設(shè)備無關(guān)。應(yīng)在接近0、50%、100%基本轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，試驗(yàn)有以下三項(xiàng)：

● 電流限值。增大負(fù)載，就要使變頻器達(dá)到其預(yù)設(shè)的電流限值點(diǎn)。(另一種方法是：增大轉(zhuǎn)速階躍量至足夠大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，產(chǎn)生一個(gè)瞬態(tài)負(fù)載，使變頻器達(dá)到設(shè)定的電流限值點(diǎn))。這時(shí)就可對電流上升時(shí)間、超調(diào)量和持續(xù)時(shí)間以及阻尼特性進(jìn)行分析。

● 電流環(huán)帶寬。通過對電流設(shè)定和電流測量(反饋)之間響應(yīng)的諧波分析，可以確定電流環(huán)的帶寬。必須檢查幅值和位移，該試驗(yàn)應(yīng)在線性或準(zhǔn)線性區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。

● 對電流設(shè)定的階躍響應(yīng)。

②轉(zhuǎn)速環(huán)。提供并正確選擇轉(zhuǎn)速給定的階躍以適應(yīng)下列試驗(yàn)，該測試可在空載或輕載條件下進(jìn)行。

● 達(dá)到電流限值并進(jìn)行檢查。

● 在未達(dá)到任何限值情況下，測量傳動(dòng)輸出轉(zhuǎn)速響應(yīng)(通常在50%、100%基本轉(zhuǎn)速下進(jìn)行)。

③轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。若軸上耦合有相當(dāng)靈敏的轉(zhuǎn)速測量器件，通過在空載條件下轉(zhuǎn)速的變化，可測量出氣隙轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的相關(guān)等級。

④自動(dòng)再啟動(dòng)。若設(shè)有自動(dòng)再啟動(dòng)功能的，則應(yīng)在規(guī)定的斷電期間對其進(jìn)行檢驗(yàn)。這種功能應(yīng)與緊急停車相協(xié)調(diào)。

④能耗制動(dòng)和能耗減速。能耗制動(dòng)和能耗減速是兩個(gè)操作功能，其特性應(yīng)由用戶和制造廠來商定。

（1）變頻器負(fù)荷特性測試平臺

測試部分的功能是對已維修完成的變頻器性能測試，測試變頻器的最佳負(fù)載是交流電動(dòng)機(jī)。根據(jù)變頻器的使用說明，一般要求變頻器負(fù)載不低于額定功率的10%，采用3kw左右的電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)15kW以下等級變頻器的負(fù)載測試。用15kW的電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)150kW以下等級變頻器的負(fù)載測試。電動(dòng)機(jī)負(fù)載可使用一臺磁粉制動(dòng)機(jī)來模擬電動(dòng)機(jī)負(fù)載，磁粉制動(dòng)機(jī)可以通過改變輸入電壓來改變磁粉的間隙，從而達(dá)到改變負(fù)載的目的。以實(shí)現(xiàn)模擬變頻器實(shí)際負(fù)載的目的，當(dāng)然還需要檢測其它一些輔助參數(shù)，如輸入電壓、電流、輸出電壓、電流，以及三相的平衡情況，輸出波形的諧波分量。測試平臺需要的設(shè)備有：

①三相交流電動(dòng)機(jī)：主要參數(shù)：3kW，15kW。

②磁粉制動(dòng)器：主要參數(shù)：350N.m。

③電流傳感器：主要參數(shù)：測量范圍內(nèi)0～50A，輸出0～50mA。

④電壓傳感器：主要參數(shù)：測量范圍內(nèi)0～1000V，輸出0～100mA。

⑤模擬電流顯示表頭：主要參數(shù)：0～50A，輸入0～50mA。

⑥模擬電壓顯示表：主要參數(shù)：0～1000V，輸入0～100mA。

⑦1：3減速器。

⑧小水泵：用途：磁粉制動(dòng)機(jī)的冷卻。

⑨16位16通道A/D轉(zhuǎn)換卡：主要參數(shù)為輸入0～10V。

⑩16位D/A轉(zhuǎn)換卡：主要參數(shù)為輸出0～10V。

⑾信號部分：輸入、輸出信號分別為0～10V電壓信號、0～20mA電流信號、開關(guān)量和脈沖信號。

⑿計(jì)算機(jī)和多功能打印機(jī)各1臺

測試平臺的結(jié)構(gòu)示意圖如圖10-6所示。

（2）單臺滑差電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)負(fù)荷特性測試法

本方法是直接采用單臺滑差電動(dòng)機(jī)，將滑差電動(dòng)機(jī)主軸輸出通過機(jī)械與機(jī)座硬連接，此時(shí)，輸出主軸的速度一直為零。通過在勵(lì)磁線圈上加載直流電壓來調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小和輸出轉(zhuǎn)矩大小，從而用于調(diào)節(jié)負(fù)載的大小，如圖10-7所示。

該方法需要一臺0～60～90V/2～8A(最大)的直流可調(diào)電壓源，如果無合適的電源，可以采用調(diào)壓器加整流濾波電路來實(shí)現(xiàn)，另外，由于滑差電動(dòng)機(jī)一般附帶了調(diào)速器，因此可以通過取消原滑差電動(dòng)機(jī)調(diào)速器中的電壓閉環(huán)控制部分改制成單相SCR調(diào)壓電路來實(shí)現(xiàn)。這種方法的缺點(diǎn)是電壓輸出為非線性，在起始段，輸出電壓變化緩慢，加載較慢，在高輸出電壓時(shí)，輸出電壓變化較快，負(fù)載調(diào)整比較困難。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是簡單，成本低，適用于中小功率變頻器的中高速加載試驗(yàn)場合。由于不能夠?qū)崿F(xiàn)快速的加卸載，故不能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性能測試，也不能實(shí)現(xiàn)發(fā)電狀態(tài)的性能測試。由于在低速時(shí)滑差電動(dòng)機(jī)的滑差離合器相對運(yùn)行速度低，不能夠?qū)崿F(xiàn)低速加載。

（3）兩臺異步電動(dòng)機(jī)通過滑差電動(dòng)機(jī)對拖負(fù)荷特性測試法

本方法是采用一臺滑差電動(dòng)機(jī)與另外一臺異步電動(dòng)機(jī)同軸連接，兩臺電動(dòng)機(jī)可以通過兩臺變頻器分別來驅(qū)動(dòng)，如圖10-8所示。本方法可以通過在勵(lì)磁線圈上加載直流電壓來調(diào)節(jié)負(fù)載大小，也可以通過調(diào)節(jié)兩臺電動(dòng)機(jī)的相對速度來調(diào)整負(fù)載大小，可以實(shí)現(xiàn)反向電動(dòng)運(yùn)行的加載，也可以實(shí)現(xiàn)同相發(fā)電運(yùn)行的加載，并可以實(shí)現(xiàn)零速或者低速加載。缺點(diǎn)是由于滑差電動(dòng)機(jī)加載采用電磁感應(yīng)和滑差實(shí)現(xiàn)，加載響應(yīng)速度慢，不能夠?qū)崿F(xiàn)快速加載，因此還不能夠滿足高精度、快速的性能測試。

（4）兩個(gè)交流電動(dòng)機(jī)對拖負(fù)荷特性測試法

本方法是采用兩臺同功率的異步電動(dòng)機(jī)同軸連接，兩臺電動(dòng)機(jī)通過兩臺變頻器分別來驅(qū)動(dòng)，如圖10-9所示。其中一臺電動(dòng)機(jī)通過測試變頻器驅(qū)動(dòng)，另外一臺電動(dòng)機(jī)通過具有精確轉(zhuǎn)矩控制功能的閉環(huán)矢量控制變頻器來驅(qū)動(dòng)。改變轉(zhuǎn)矩的大小和方向，就可以實(shí)現(xiàn)作為被測電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，就可以驗(yàn)證被測試變頻器的性能。

本方法可以實(shí)現(xiàn)反向電動(dòng)運(yùn)行的加載，也可以實(shí)現(xiàn)同相發(fā)電運(yùn)行的加載。由于為閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，可以實(shí)現(xiàn)零速、低速和高速的高轉(zhuǎn)矩、高精度加載。由于電動(dòng)機(jī)連接為機(jī)械硬連接，由于異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)相比滑差電動(dòng)機(jī)快，加載響應(yīng)速度也快，可以滿足大多數(shù)場合的測試要求，但是對于高精度、快速的性能測試還不能夠完全滿足。

（5）交直流電動(dòng)機(jī)對拖負(fù)荷特性測試法

本方法是采用一臺直流電動(dòng)機(jī)和另外一臺異步電動(dòng)機(jī)同軸連接，如圖10-10所示。其中異步交流電動(dòng)機(jī)通過被測變頻器來驅(qū)動(dòng)，直流電動(dòng)機(jī)通過一臺可以四象限運(yùn)行的直流調(diào)速器來驅(qū)動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)通過精確的轉(zhuǎn)矩控制，改變測試轉(zhuǎn)矩的大小和方向，就可以實(shí)現(xiàn)被測電動(dòng)機(jī)負(fù)載任意變化，就可以驗(yàn)證被測試變頻器的性能。

本方法可以實(shí)現(xiàn)反向電動(dòng)運(yùn)行的加載，也可以實(shí)現(xiàn)同相發(fā)電運(yùn)行的加載。由于為直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，可以實(shí)現(xiàn)零速、低速和高速的高轉(zhuǎn)矩、高精度的加載。由于電動(dòng)機(jī)連接為機(jī)械硬連接，直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，加載響應(yīng)速度也快，基本可以滿足絕大多數(shù)場合的測試要求，是目前最理想的測試方法。