（1）電氣使用條件

在變頻器試驗時應(yīng)考慮試驗電源頻率變化、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)器件對變頻器通風或冷卻系統(tǒng)不會造成嚴重的影響。

變頻器試驗類型包括：

①型式試驗。對按照某一設(shè)計制造的一個或數(shù)個部件進行的試驗，用于說明該設(shè)計滿足特定的技術(shù)要求。

②出廠試驗。在制造期間或制造之后對各個部件進行的試驗，用于確定其是否符合某一準則。

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

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

⑤車間試驗。為了驗證設(shè)計，在制造廠的實驗室里對部件或設(shè)備進行的試驗。

⑥驗收試驗。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。

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

⑧目擊試驗。在廠方和用戶在場的情況下進行的上述任何一種試驗。

（1）國家標準

全國半導(dǎo)體電力變流器標準化技術(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)速裝置驗收規(guī)程、調(diào)速裝置安全規(guī)程等制定的一些配套標準，已制訂了6項電氣傳動調(diào)速系統(tǒng)的國家及行業(yè)標準：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)速電氣傳動系統(tǒng)第2部分：一般要求–低壓交流變頻電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定》適用于一般用途的交流調(diào)速傳動系統(tǒng)，該系統(tǒng)由電力設(shè)備（包括變流器部分、交流電動機和其它設(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、狀態(tài)監(jiān)控、通信、測試、診斷、生產(chǎn)過程接口/端口等）組成。本標準不適用于牽引傳動和電動車輛傳動；適用于連接交流電源電壓1kV以下、50Hz或60Hz，負載側(cè)頻率達600Hz的電氣傳動系統(tǒng)。本標準給出了關(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、交流電源接地和試驗等性能的要求。

（2）變頻器標準試驗項目

變頻器標準試驗項目見表10-1。

表10-1  變頻器標準試驗項目

①　絕緣試驗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的參考，不作考核。

②　輕載和功能試驗的目的是為了驗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行，設(shè)備的靜態(tài)特性是否能滿足規(guī)定要求。本試驗作為出廠試驗時，變頻器僅在額定輸入電壓下運行,而型式試驗時，則應(yīng)在額定電壓的最大值和最小值下檢驗設(shè)備的功能。

③　額定電流試驗是為了檢驗變頻器能否在額定電流下可靠運行。

④　過電流能力試驗是負載試驗的一部分，是在額定運行情況下，在規(guī)定的時間間隔施加規(guī)定的短時過電流值，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才予以實施，并按GB/T3859.2電氣試驗方法和產(chǎn)品分類標準的規(guī)定進行。

⑥　功率損耗可以在測量的基礎(chǔ)上進行計算，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殼的熱流量來計算。

⑦　溫升試驗的目的在于測定變頻器在額定條件下運行時，各部件的溫升是否超過規(guī)定的極限溫升。試驗應(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行。

⑧　一般情況下，不需要測量功率因數(shù)，當要求測量時，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、額定電流試驗取得的數(shù)據(jù)計算的(見GB/T3859.2)。

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

⑾　控制設(shè)備的性能檢驗最好采用類似額定功率的電動機對設(shè)備進行檢驗，也可采用較低功率的電動機在反饋量適當換算的情況下來進行。

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

⒀　電磁抗擾性的驗驗是通過試驗驗證變頻器各個子部件的性能，如電力電子電路、驅(qū)動電路、保護電路、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、電壓跌落和短時中斷、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)盡可能地與其實際的工作環(huán)境條件相適應(yīng)，為了確�；�本的保護要求，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　音頻噪聲試驗應(yīng)在周圍2m內(nèi)沒有聲音反射面的場所進行，測試時應(yīng)盡可量避免周圍環(huán)境噪聲對測量結(jié)果的干擾。

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

（1）穩(wěn)態(tài)性能

變頻器穩(wěn)態(tài)性能試驗包括：試驗變頻器傳動變量，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）動態(tài)試驗

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

● 電流限值。增大負載，就要使變頻器達到其預(yù)設(shè)的電流限值點。(另一種方法是：增大轉(zhuǎn)速階躍量至足夠大的轉(zhuǎn)動慣量，產(chǎn)生一個瞬態(tài)負載，使變頻器達到設(shè)定的電流限值點)。這時就可對電流上升時間、超調(diào)量和持續(xù)時間以及阻尼特性進行分析。

● 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，該試驗應(yīng)在線性或準線性區(qū)域內(nèi)進行。

● 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，該測試可在空載或輕載條件下進行。

● 達到電流限值并進行檢查。

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

③轉(zhuǎn)矩脈動。若軸上耦合有相當靈敏的轉(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)矩脈動的相關(guān)等級。

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

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

（1）變頻器負荷特性測試平臺

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載是交流電動機。根據(jù)變頻器的使用說明，一般要求變頻器負載不低于額定功率的10%，采用3kw左右的電動機來實現(xiàn)15kW以下等級變頻器的負載測試。用15kW的電動機來實現(xiàn)150kW以下等級變頻器的負載測試。電動機負載可使用一臺磁粉制動機來模擬電動機負載，磁粉制動機可以通過改變輸入電壓來改變磁粉的間隙，從而達到改變負載的目的。以實現(xiàn)模擬變頻器實際負載的目的，當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：

①三相交流電動機：主要參數(shù)：3kW，15kW。

②磁粉制動器：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：磁粉制動機的冷卻。

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計算機和多功能打印機各1臺

測試平臺的結(jié)構(gòu)示意圖如圖10-6所示。

（2）單臺滑差電動機堵轉(zhuǎn)負荷特性測試法

本方法是直接采用單臺滑差電動機，將滑差電動機主軸輸出通過機械與機座硬連接，此時，輸出主軸的速度一直為零。通過在勵磁線圈上加載直流電壓來調(diào)節(jié)勵磁電流的大小和輸出轉(zhuǎn)矩大小，從而用于調(diào)節(jié)負載的大小，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現(xiàn)，另外，由于滑差電動機一般附帶了調(diào)速器，因此可以通過取消原滑差電動機調(diào)速器中的電壓閉環(huán)控制部分改制成單相SCR調(diào)壓電路來實現(xiàn)。這種方法的缺點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，輸出電壓變化較快，負載調(diào)整比較困難。

該方法的優(yōu)點是簡單，成本低，適用于中小功率變頻器的中高速加載試驗場合。由于不能夠?qū)崿F(xiàn)快速的加卸載，故不能實現(xiàn)動態(tài)性能測試，也不能實現(xiàn)發(fā)電狀態(tài)的性能測試。由于在低速時滑差電動機的滑差離合器相對運行速度低，不能夠?qū)崿F(xiàn)低速加載。

（3）兩臺異步電動機通過滑差電動機對拖負荷特性測試法

本方法是采用一臺滑差電動機與另外一臺異步電動機同軸連接，兩臺電動機可以通過兩臺變頻器分別來驅(qū)動，如圖10-8所示。本方法可以通過在勵磁線圈上加載直流電壓來調(diào)節(jié)負載大小，也可以通過調(diào)節(jié)兩臺電動機的相對速度來調(diào)整負載大小，可以實現(xiàn)反向電動運行的加載，也可以實現(xiàn)同相發(fā)電運行的加載，并可以實現(xiàn)零速或者低速加載。缺點是由于滑差電動機加載采用電磁感應(yīng)和滑差實現(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）兩個交流電動機對拖負荷特性測試法

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

本方法可以實現(xiàn)反向電動運行的加載，也可以實現(xiàn)同相發(fā)電運行的加載。由于為閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，可以實現(xiàn)零速、低速和高速的高轉(zhuǎn)矩、高精度加載。由于電動機連接為機械硬連接，由于異步電動機的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)相比滑差電動機快，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）交直流電動機對拖負荷特性測試法

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

本方法可以實現(xiàn)反向電動運行的加載，也可以實現(xiàn)同相發(fā)電運行的加載。由于為直流電動機閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，可以實現(xiàn)零速、低速和高速的高轉(zhuǎn)矩、高精度的加載。由于電動機連接為機械硬連接，直流電動機的轉(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。