福禄克便携式示波器在电动机应用

福禄克便携式示波器在电动机应用
   电动机有不同尺寸和类型，可以满足旋转力应用的不同要求。使用的电动机类型取决于可用的电源（直流或交流）驱动的负载类型、环境条件和效率。电动机具有额定的功率、电压、电流、频率和转速。了解负载电压、电流、频率及转速的变化，有助于确定适用于特定应用的电动机类型。此外，应该针对特定应用采用正确的电动机绝缘。
   直流电动机是只用适用连同到励磁绕组和旋转电枢的直流电来产生转动的电动机。直流电动机有四种基本类型：串激、并激、复激和永磁。采用直流电动机的优点在于，它们可用于便携式应用，而且能够轻易地通过改变外加电压来控制电动机转速。直流电动机通常用于便携式应用，而在其他大多数应用中，一般使用交流电动机取代直流电动机
   交流电动机是一种使用连通到定子（固定绕组）的交流电并通过磁场在转自上产生力的电动机。交流电动机的一大有事是没有电刷，因此所需的维护较少。交流电动机有两大主要类型：单相和三相。单相电动机包括分相式、电容启动式、电容运转式、罩极式。通常没有三相电源时，使用单相电动机。
   但是，由于电动机驱动器可将单相转换成三相，以驱动三相电动机，因此在曾使用单相电动机的制热、通风与空调控制 (HVAC) 系统和其他应用中，三相电动机往往用于取代单相电动机。三相电动机更加节能，而且没有电容器或离心开关，减少了维护需要。大多数要求电动机达 1 马力（746 瓦）以上的应用均使用三相电动机作为标准电动机，而且三相电动机具有多种可选的分马力，可取代单相电动机。三相电动机由电动机驱动器控制，是*常见的电动机类型。

福禄克便携式示波器在电动机应用-电动机额定功率

   电动机是一种可将电力转换为做功轴上的旋转机械力（转矩）的机器。电动机产生的功率以瓦 (W)、千瓦 (kW)或马力 (HP) 表示。贴在电动机上的铭牌标明了电动机的额定功率。电动机铭牌上还包括诸如电压和额定转速等信息。见图 1-1。若要在不同单位间转换，转换标准为 746 瓦等于1 马力。如果电动机额定值的单位是千瓦，则可将千瓦额定值乘以 1.34，即可得出电动机的马力值。
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   福禄克便携式示波器 (Scope-Meter™)是一种用于测量并显示高压功率、低压控制和数字信号波形的检测仪器。使用福禄克便携式示波器等检测仪器测试电动机时，可使用此仪器测量与电动机相关的、不同类型的电力。例如，便携式示波器可以用来测量真功率、视在功率、无功功率或功率因数。多通道便携式示波器可以同时测量多个信号（例如变频驱动器的所有三相），并同时测量同一信号的不同方面（例如电压和电流）。见图 1-2。
   真功率 (PT ) 是指电路中所用的实际功率，单位为瓦特 (W) 或千瓦 (kW)。电力公司通常以所用真功率数量为基础向客户收费。视在功率 (PA) 是指当不考虑电路中电压与电流之间可能存在的周相移动时，计算出的电路中产生的电压和电流，单位为伏特安培 (VA) 或千伏特安培 (kVA)。无功功率 (VAR) 是指供应给无功负载（例如电动机线圈绕组）的功率。无功功率的单位是无功伏安 (VAR)。功率因数 (PF) 是指 AC 电路中所用的真功率与电路所用的或传送给电路的视在功率之比。功率因数以百分比表示。仅当功率因数为 100％或 1 时，真功率才等于视在功率。当功率因数小于 100％ 时，并非所有电流都能工作，因而导致电路效率较低，运转成本较高。变压器等功率源的额定功率以视在功率（千伏安）表示，因为无论负
载的功率因数的大小如何，这些功率源都必须提供所有的功率。

福禄克便携式示波器在电动机应用-电动机电压额定值
   对所有电动机而言，仅在特定的电压水平下才能实现*佳性能。然而，并图 1-3。若要实现*佳性能，电动机的外加电压应介于其额定电压的 –10％ 至 +5％之内。非所有电源都能在任何时候提供指定电压。电动机外加电压的任何升高或降低都会影响电动机的性能。
   当电动机的外加电压减小时，电动机转矩和效率下降，电动机电流和功率因数提高。当电压增加时，电动机的效率和功率因数会相应下降，而电动机电流和转矩会增加。若要实现*佳性能，电动机的外加电压应介于其额定电压的 –10％ 至 +5％ 之内。见图 1-3。

   由于电动机的电压 (E) 保持恒定，所以为了实现更高的功率 (P)，电动机必须消耗更多的电流 (I)。功率的计算公式为 P = E × I 因此，为了获得更高的功率，电动机必须消耗更多的电流。运转系数安培数 (SFA)表示电动机能够**起动的*大额定电流。电动机铭牌上标明了 SFA。如果电动机消耗的电流比 SFA 高，则会出现过载，因此很容易因为绝缘击穿造成损坏。

福禄克便携式示波器在电动机应用-电压和电流变化
   除非出现问题，否则在大多数电路中，电压将维持在铭牌额定值的可接受范围内，即 –10% 至 +5%。然而，当负载开启和关闭时，或当电动机负载发生变化时，电流会不断变化。当电路因低电压状态而出现问题时，如电脑复位或灯闪烁等，便携式示波器可以在问题发生时帮助确定问题的类型。出现问题时，需要观察的两个主要条件是当电压出现变化时，电流的变动方向（减少或增加）及两者间的关系。电压和电流减小。当电压和电流同时降低时，电源和配电系统会出现问题。电路未过载。
   若使用便携式示波器，将记录数据，通过查看这些数据可帮助分析电路。例如，若电压下降 14.5％，电流也会减少。电压和电流的下降也会导致电动机、灯、加热元件等的电力负载相应减少。见图 1-5。图 1-5。

当电压和电流同时降低时，电源和配电系统会出现问题

   为了更好地了解问题并采取纠正措施，技术人员必须知道问题的发生时间。使用福禄克便携式示波器时，技术人员通过在问题的开始和结束处放置光标，可分析数据。使用福禄克190II四通道示波器时，一次*多可监测四个信号。这样就可以同时监测多个信号的电压和电流变化。

电压随着电流的增加而降低。当负载接通，而且电动机需要更多的功率时，电流会增加。如果电源不过载，那么电流增加后，电压不应降低。例如，在一个电路中，当电流从 33 A 增加至 152 A 时，电压会降低，但仍在可接受的工作范围内。见图 1-6。