Fluke Kapsam Ölçer

El tipi osiloskopun incelenmesi ve değişken frekanslı bir sürücüde (VFD) sorun giderme için nasıl kullanılabileceği

Elektronik mühendisleri ve teknisyenleri genellikle zamanlarının çoğunu bilgi toplama modunda geçirirler. Elektrikli ekipman arızalıysa veya yeni bir prototip oluştururken, her bir cihazın, devrenin ve aşamanın ne yaptığını ve işleyen bir ekipman parçası oluşturmak için birlikte nasıl çalıştıklarını bilmek çok önemlidir. Bunun için testler yapmalı ve ölçüm yapmalıyız. Blok diyagramlar ve şemalarla bağlantılı olarak, bilgili profesyoneller neler olup bittiğini öğrenebilir ve varsa hangi eylemlerin gerekli olduğunu belirleyebilir. Arızalı ekipmanı tamir ederken, bu bilgi hatalı bir bileşenin değiştirilmesine yol açabilirken, yeni tasarımların mühendisliğinde, bir devrenin veya tüm aşamanın yeniden tasarlanması veya radyo frekansı girişimini azaltmak veya karakteristik empedans problemlerini çözmek için yerleşimin değiştirilmesi söz konusu olabilir.

Bilgi toplamak için multimetre ve kelepçeli ampermetre ticaretin olağan araçlarıdır. Ancak bazen daha gelişmiş ölçümlere ihtiyaç duyulur ve bu, osiloskopun ortaya çıktığı, multimetrenin yakınlarda hazır olduğu yerdir. Bu özellikle asansör işinin gündemde olduğu durumlarda geçerlidir, çünkü hareket kontrolörü, değişken frekanslı sürücü (VFD), kabin ve kat kontrolleri, yangın alarmı bağlantısı vb. tüm ilgili dalga formları hakkında bilgi gerektirebilir.

Öğrenme hedefleri

Bu makaleyi okuduktan sonra şunları öğrenmiş olmalısınız:
♦ Tezgah tipi ve el tipi osiloskoplar için farklı uygulamalar
♦ Fluke ScopeMeter'da bir sinyal alma
♦ Fluke ScopeMeter'da matematik işlevi
♦ Fluke 190-502'de kapsam ve sayaç girişleri
♦ VFD'de nasıl sorun giderilir

Her türlü elektronik sorun giderme için çok temel ve gerekli bir osiloskop, Tektronix MDO3104 gibi tezgah tipi enstrümandır. Bu mükemmel bir osiloskoptur ve gelişmiş işler yapan herhangi bir mağaza veya laboratuvarda buna veya benzeri bir modele ihtiyaç vardır. El tipi, pille çalışan osiloskop, fabrika zemini veya asansör makine dairesi gibi zorlu saha koşulları için daha uygundur. Bir örnek, Fluke 192-502 ScopeMeter'dir.

El tipi osiloskop, bir tezgah modelinde bulunan bazı gelişmiş özelliklerden yoksundur, ancak belirgin bir avantajı, AC gücüne erişimin gerekli olmamasıdır. Fluke 190-502 ScopeMeter, kullanım sırasında veya oturumlar arasında AC kablosuyla şarj edilebilen bir pile sahiptir. Pil boşalmış, aşınmış veya kayıpsa, cihaz yalnızca AC'de çalıştırılabilir. Yalnızca DC'de çalıştırıldığında, şarj kablosu çıkarıldığında, ScopeMeter AC güç hattı girişimine eğilimli değildir. AC ile çalışan bir tezgah modelinde bu, ekranda alakasız gürültüler çıkararak sinyalde tanımlanması ve düzeltilmesi gerekebilecek anormallikleri maskeleyebilir.

Bu el tipi osiloskopun bir diğer avantajı, kasasının zorlu fabrika zemini veya dış ortam koşullarına dayanacak şekilde tamamen sağlamlaştırılmış olmasıdır. Ancak belki de en büyük yararı, tüm kanalların yerden ve birbirinden izole edilmiş olmasıdır. Tezgah osiloskopunun kullanıcıları, cihazın belgelerinde, incelenmekte olan bir devrede noktadan noktaya ölçümlerin sorunlu olabileceği konusunda bilgilendirilmektedir. Spesifik olarak, herhangi bir sondanın toprak dönüş ucu, osiloskop standart bir üç kablolu prize takılıyken toprak seviyesinin üzerinde veya altında bir potansiyelde yüzen bir devreye, kabloya veya terminale bağlanırsa, ciddi bir ark hatası olacaktır. . Bu, inceleme altındaki ekipmana veya osiloskopa zarar verebilir veya operatörün yaralanmasına neden olabilir. Bu, osiloskop kapatıldığında ve/veya prob ucu devrenin bir parçası ile temas halinde olmadığında bile olabilir. Sadece zemin dönüşlü kurşun ile ilgisi var. VFD'ler gibi birçok ekipman tipinde ölçüm alırken, bazı devrelerin her iki tarafı da yerin üstünde veya altında bir voltajda yüzer. Bu nedenle geleneksel tezgah osiloskopu uygun değildir (bir diferansiyel probu ile donatılmadığı sürece).

Yüzer toprak voltajlarını ölçerken tezgah tipi bir osiloskop ile bir diferansiyel prob kullanılır, ancak pahalıdır ve mevcut olmayabilir. Ancak, el tipi osiloskop yine kurtarmaya gelebilir. Bazı teknisyenler, maliyetli bir hata yapılmadığından emin olmak için osiloskop topraklama ucunu kestiler, ancak bu yöntemin zorluğu, ekipman topraklaması tarafından sağlanan korumanın kaybolmasıdır. Bu nedenle, bir toprak arızası durumunda kablolamadan ziyade teknisyen kaybolabilir.

Fluke 190-502 el tipi ScopeMeter, adından da anlaşılacağı gibi, bir osiloskop ve geleneksel bir multimetrenin işlevlerini birleştirir. Dışa doğru üst panelde, analog kanal girişlerine bağlanacak iki prob için iki BNC portu bulunur. Aralarında sıradan voltmetre problarını kabul edecek soketler var. Ön paneldeki düğmeler, kullanıcının osiloskop ve DVM modları arasında seçim yapmasına olanak tanır. ScopeMeter kullanılırken sahada ayrı bir multimetre yapılmasına gerek yoktur.

Fluke ScopeMeter'ı çalıştırmak, tezgah tipi AC ile çalışan bir cihaz kullanmaya benzer. Her ne olursa olsun, daha basittir, ancak el tipi kapsamın benzersiz olan bazı yönleri vardır. Benzerliklere gelince, ilk kez kullananlar şaşırtıcı buldukları davranışlarla karşılaşabilirler. Bu genellikle iyi bir görüntü alamamaktan kaynaklanır. Bu olursa, varsayılan ayarları geri yüklemek yardımcı olur. Çoğu tezgah tipi osiloskopta, “Varsayılan Kurulum” veya benzeri bir şey etiketli bir düğme vardır. Son çalışma oturumundan bu yana devam edebilecek garip ayarları ortadan kaldırmak için düğmeye basmanız yeterlidir. Fluke ScopeMeter'da prosedür biraz daha karmaşıktır:

1. Enstrümanı kapatın.
2. "Kullanıcı" tuşunu basılı tutun.
3. "Güç" düğmesine basın ve bırakın.
4. Enstrümanın fabrika varsayılan ayarlarına döndürüldüğünü belirten bir çift bip sesi duymalısınız.
5. "Kullanıcı" tuşunu bırakın.

Bir dalga formu beklendiği gibi görüntülenemezse, 10 üzerinden dokuz kez, “Autoset” düğmesine bastığınızda anında görünecektir. Osiloskop aslında otomatik değişen bir voltmetredir ve “Autoset”e basmak bu işlemi kolaylaştırır. Herhangi bir osiloskop için, iyi bir görüntü elde etmede zorluk olduğunda, cihazı varsayılan olarak ayarlamak ve otomatik olarak ayarlamak genellikle sorunu çözecektir. (ScopeMeter'ın “Otomatik Ayar” işlev düğmesi “Otomatik” olarak etiketlenmiştir.)

ScopeMeter'in dalga formlarını görüntüleme yeteneğini göstermek için bir fonksiyon üretecinin çıkışını analog kanal A girişine bağlayın. Tektronix MDO3104 osiloskop, bu uygulamada iyi çalışan isteğe bağlı yerleşik bir isteğe bağlı işlev üretecine (AFG) sahiptir. BNC kablosunun bir ucu arka paneldeki AFG çıkış bağlantı noktasına bağlanır ve diğer ucu üstteki Fluke Analog kanal A giriş bağlantı noktasına gider.

Tektronix tezgah osiloskopunda “AFG”ye basın. Varsayılan dalga biçimi sinüstür. Bir düzine diğerinden herhangi biri, çok amaçlı düğme a kullanılarak seçilebilir. Fluke ScopeMeter'da “Scope”a basın ve A kanalının açık olduğundan emin olun. Tektronix'te çeşitli AFG çıkışları kaydırılırken sonuçlar ScopeMeter'da görüntülenir. (Bu uygundur, çünkü Tektronix ve Fluke aynı şirket Danaher tarafından satın alınmıştır.)

Yine Tektronix tezgah osiloskopunda, “Dalga Formu Ayarları”na karşılık gelen yazılım tuşuna basın. Artık dalga biçimi frekansı ve genlik parametreleri ayarlanabilir ve değişiklikler ScopeMeter'da görüntülenecektir. Tektronix'te AFG sinyal genliğini değiştirdiğinizde, bu sinyalin ScopeMeter'da görüntülenen görünümünün yalnızca anlık olarak değiştiğine ve ardından ScopeMeter'in otomatik aralıklandırma işlevi devreye girdiğinde geri döndüğüne dikkat edin. Ancak değişen, bölüm başına volt sayısıdır. , böylece sinyal doğru şekilde görüntülenir.

ScopeMeter hakkında fikir edinmenize yardımcı olacak çok öğretici bir başka alıştırma, onu bir tesis şube devresinden erişilen şebeke güç kaynağına bağlamaktır. Bu işlemi güvenli bir şekilde gerçekleştirmek için derin bir plastik duvar kutusunda bir fiş ve kablonun sonlandırılması önerilir.

Yeşil ekipman-topraklama iletkenini engel olmayacak şekilde kesin ve siyah sıcak kablo ile beyaz nötr kabloyu birbirine temas etmeyecek şekilde farklı uzunluklarda kesin. Osiloskop sondası kanca ucunun ve dönüş kablosu timsah klipsinin açıkta kalan bakıra bağlanabilmesi için bu kablolardan yeterince yalıtımı soyun.

Önceki gösterimde kullanılan BNC kablosunu ScopeMeter'dan ayırın. A kanalına kompanze edilmiş ve bir kanca ucu ile donatılmış standart bir 10:1 probu siyah (sıcak) iletkene ve toprak dönüş kablosu timsah klipsini beyaz (nötr) tele bağlayın. (El tipi, pille çalışan osiloskop ile bağlantıların bu şekilde yapılması alışılmış olsa da, bağlantıların tersine çevrilebileceğini ve her iki taraf da topraktan izole edildiğinden herhangi bir zarar olmayacağını unutmayın. tezgah tipi osiloskop, daha önce belirtildiği gibi, toprak dönüş kablosu, zemin seviyesinin üzerinde yüzen herhangi bir kabloya veya terminale bağlanırsa, tehlikeli bir arıza akımı olacaktır.)

Cihaz skop modundayken ve doğru kanal açıldığında yardımcı sinüs dalgası görüntülenmelidir. Yine, iyi bir görüntü elde etmek için “Otomatik” düğmesine basmanız gerekebilir. Bir deney olarak, dalga formunun kırpılıp kırpılmadığını veya bozuk olup olmadığını veya gürültü gösterip göstermediğini görmek için aynı tesis dal devresine çeşitli yükler bağlayabilirsiniz. Bu güç kalitesi ölçümü, şebeke güç kaynağının sertliğini ve bina kablolarının yeterliliğini gösterecektir.

Bir sonraki gösterim için, şebeke güç kaynağını A kanalına bağlı bırakacağız. 9 V'luk bir transistörlü radyo pilini B kanalına bağlayın. Her iki kanal da açıkken, şebeke sinüs dalgası ve 9 V DC sinyali ekranda birlikte gösterilir. aynı ekran, aynı X ve Y eksenlerini paylaşıyor. DC sinyali, X ekseninin üstünde veya altında (pil bağlantısının polaritesine bağlı olarak) bir 10-V bölümünden biraz daha az olan düz bir yatay çizgidir.

Bu alıştırmanın amacı, ScopeMeter'ın "Matematik" işlevselliğini göstermektir. Modern tezgah tipi osiloskoplar gibi, ScopeMeter, bir sinyal bir diğeri üzerinde çalıştığında sonucu sentetik bir dalga formu olarak gösterme yeteneğine sahiptir. Bu iki sinyal aynı veya farklı olabilir, ancak bunlara, bir veya daha fazla fonksiyon üretecinden gelen problar veya BNC kabloları aracılığıyla ayrı kanallar aracılığıyla erişilmelidir. Ayrıca, göreceğimiz gibi, bazı “Matematik” işlevleri, bir analog kanaldan erişilen tek bir sinyale uygulanabilir. Bir veya iki giriş üzerinde çalışabilirler.

"Ekle", "çıkar" ve "çarpma" işlemleri, "Kaynak Bir" ve "Kaynak İki" olarak adlandırılan ve A ve B kanalları aracılığıyla iletilen iki işlenen gerektirir. (Tezgah tipi osiloskoplarda bunlara Kanal Bir ve İki denir). Her durumda, her kanalın özel bir rengi vardır ve ilişkili dalga biçimi o renkte gösterilir. Ortaya çıkan dalga biçimi, gri gibi kanallardan biri tarafından kullanılmayan bazı renklerde gösterilir.

"Ekle", "çıkar" ve "çarp", "Kaynak Bir" ve "Kaynak İki" olarak adlandırılan iki işlenen gerektirir. "Invert", "integrate" ve "filtre", "Kaynak Bir" olarak adlandırılan tek bir işlenen gerektirir. İşlemler bir hedefin seçilmesini gerektirir. “Matematik” işlemi gerçekleştirmek için tamamlanması gereken adımlar şunlardır:

1. “Özel İşlevler” menüsünü açmak için “Özel İşlev”e basın.
2. “Matematik” menüsünü açmak için “F3” tuşuna basın.
3. “Matematik” fonksiyonunu açarak işleme başlayın.
4. Kullanılabilir “Matematik” işlemlerini listeleyen bir kutu görünür. Bunlardan birini seçin ve seçmek için “F4” tuşuna basın.
5. Kaynak(lar)ı ve hedefi vurgulamak için yukarı ve aşağı okları kullanın. İlgili kutuları açmak için “F4” tuşuna basın. Kaynak(lar)ı ve hedefi seçin ve seçmek için “F4” tuşuna basın.
6. Artık “Matematik” işlemi seçilebilir. “Ekle”, “çıkar” ve “çarp”, iki dalga formunun belirtildiği gibi etkileşime girmesine neden olur ve sonuç, üçüncü, belirgin bir şekilde renk kodlu dalga formu olarak görüntülenir. Her durumda, X ve Y eksenlerine göre gösterilen noktadan noktaya bir yazışma vardır.

Tek bir dalga biçiminde üç ek işlem gerçekleştirilebilir. Bunlar, polaritenin tersine çevrildiği "ters çevirme" ve fonksiyonun seçilen dalga biçiminin altındaki alanı hesapladığı ve gösterdiği "entegre"dir. Bu işlem, zaman içindeki dalga biçimini toplar ve tüm güç kaybının bir ölçüsüdür. Ayrıca, dalga formunun belirli şekillerde değiştirilmesine izin veren “Filtre” vardır.

ScopeMeter'in diğer modern osiloskoplarla paylaştığı değerli bir özellik “İmleçler”dir. Erken osiloskopların ekranda şeffaf bir kaplaması vardı. "Graticule" olarak bilinen, teknisyenin Y ekseninde dalga biçimi genliğini ve X ekseninde zaman aralıklarını tespit etmek için kullanabileceği ara tiklere sahip yatay bölümleri vardı. Günümüzde fiziksel gratikülün yerini, ön panel kontrollerini manipüle ederek ölçeklendirilebilen ve hareket ettirilebilen ekrandaki elektronik bir görüntü almıştır ve bu çizgiler, teknisyen tarafından tepeden tepeye voltaj gibi dalga biçimi parametrelerini tahmin etmek için kullanılabilir. .

Ancak, “İmleçler” işlevi kullanılarak çok daha fazla doğruluk elde edilebilir. Bunu Fluke 190-502 ScopeMeter kullanarak yapmak için, cihaz açıldıktan sonra "İmleç düğmesine" ("F4"ün hemen altında) basın. Ekranın altında “İmleç” menüsü belirir. “F1”, kullanıcının imleç konfigürasyonlarını değiştirmesine izin verir. Örneğin, iki dikey çizgi, ekranda siyah çizgilerle gösterilen imleçlerin X eksenini keserek zamanın ölçülmesini sağlar. Ekranın üzerindeki bilgi çubuğunda zamanın (milisaniye veya başka bir uygun birim olarak) görüntülendiğine dikkat edin. Benzer şekilde, iki yatay çizgiye geçiş yapmak, imleçlerin Y eksenini keserek milivolt veya volt göstermesine neden olur. "F2"ye basmak, "Taşı" işlevine geçer ve kullanıcının üst veya alt imleci hareket ettirmesine olanak tanır. Bu yapıldığında ekranın üstündeki bilgi çubuğundaki değer değişir. “İmleçlerin” gerçek faydası, bir sinyale erişildiğinde ve dalga biçimi görüntülendiğinde ortaya çıkar. İmleçler, tepe noktaları veya herhangi bir ara dalga özelliği ile hizalanmak üzere hareket ettirilebilir ve değer görüntülenecektir. Bu, gratikül üzerindeki bölümleri ve keneleri sayarak bu parametreleri tahmin etmekten çok daha doğrudur.

Bu alıştırmalar size ScopeMeter'ın çalışma şekli hakkında iyi bir fikir vermelidir. Şimdi, cihazın arızalı bir elektrik sistemindeki sorunları gidermek için nasıl kullanılabileceğini göreceğiz. İlk olarak, motorlu veya diğer elektrikli ekipmanların geliştirilmesi veya bakımıyla ilgileniyorsanız, arıza veya düzensiz performanstan önce, ekipman normal çalışırken elektriksel ölçümler yapmanız ve dalga formlarını yakalamanız önerilir. Bu en iyi periyodik olarak yapılır. Bir motor veya genel kurulum alışılmadık şekilde maliyetliyse veya arıza süresi kabul edilemezse, osiloskop ekran görüntüleri ile bir günlük tutmak faydalı olabilir, böylece yıkıcı bir arıza meydana gelmeden önce zararlı eğilimler tespit edilebilir.

VFD'lerin amacı, motorların hızını ve yönünü kontrol etmektir. Büyük bir VFD'de özel ilgi konusu olan nesneler, bağlantı kesmede ölçülen üç fazlı güç girişidir; VFD çıkışında ve motor terminallerinde ölçülen güç çıkışı; ve doğrultucu (DC barasına güç veren) ve inverter arasında, DC barası. Güç girişinde, AC kaynağı, kırpma, bozulma veya faz dengesizliği olmaksızın iyi biçimlendirilmiş sinüs dalgaları göstermelidir.

VFD içindeki DC barası, eşit genlikte düzgün, dalgalanmasız yatay çizgiler göstermelidir. Çıktı, ani yükselme ve düşme sürelerine sahip iyi biçimlendirilmiş darbelerden oluşmalıdır. Çürümedeki büyük ani artışlar kötü bir işarettir. Motor hızlanmak, yavaşlamak veya torku değiştirmek için yapıldığından görev döngüsündeki değişimi görmek ve ölçmek mümkün olmalıdır. Elektrik parametreleri idealin altındaysa (yukarıda açıklandığı gibi), sistem tatmin edici bir şekilde çalışıyor olabilir, ancak motorun ısınması ve zamanından önce arızalanması muhtemeldir.

Bir VFD'de, DC barasından aşağı akışta, darbe genişlik modülasyonlu invertör, motorun giriş terminallerine beslenen voltajı ve frekansı kontrol eder. Bu, yarı iletken anahtar davranışı nedeniyle gerçekleşir. Giriş ucunda, diyotlar, anahtarlamalı invertör için gerekli olan bir DC tamponu oluşturur. DC voltajı, AC giriş voltajının 1.414 katıdır. Kondansatör, DC baradaki dalgalanmayı en aza indirmek için bir filtre görevi görür. Kondansatör ve/veya bir veya daha fazla diyot, DC voltajının özelliklerini değiştirerek arızalanabilir, bu nedenle bu, bir osiloskop araştırması için önemli bir hedeftir.

İnverter bölümünde, 500 hp'ye kadar motor yüklerini besleyebilen yalıtımlı kapılı bipolar transistörler ile kontrol sağlanmaktadır. Bu ölçümleri almak korkaklar için değildir ve şok ve ark parlaması tehlikeleri konusunda son derece dikkatli olunmasını gerektirir.

DC baradaki voltajı incelemek için, mutlak değeri ölçmek için DC kuplajlı osiloskop kullanılır. Dalgalanmayı görmek için AC kuplajını kullanın. DC baradaki voltaj, 1.414 VAC sürücü için AC kök-ortalama kare değerinin 480 katı olduğundan, DC bara 678 V ölçmelidir. Miktar düşükse, sürücü hata verecektir. Bu durumda, şebeke giriş voltajı düşük olabilir veya kırpma nedeniyle bozulabilir veya bir hat sorunu olabilir. DC bara dalgalanmasındaki ardışık tepe noktaları farklı seviyelere sahipse, doğrultucu diyot kötü olabilir. Aşırı dalgalanma voltajı, VFD ile motor arasında kötü bir kapasitör veya uyumsuzluğa işaret ediyor. Bir VFD DC veriyolundaki küçük bir dalgalanma bile tatmin edici çalışmayı önleyebilir.

VFD performansında çok büyük bir sorun, sürücü çıkışından motor terminallerine giden kablolamadır. Modüle edilmiş darbe dalga biçimlerinin hızlı yükselme ve düşme sürelerinden kaynaklanan zararlı harmonikler ve yansımalar olabilir. Bir empedans uyumsuzluğu varsa, bir yansıma tepe noktası DC bara voltajına eşit olabilir.

Sistem düzgün çalışıyorsa ve sorun (motorun aşırı ısınması ve devre dışı kalmasıyla gösterildiği gibi) aniden başladıysa, iletim hattında bükülme veya hasar olup olmadığına bakın. Kurulumdan sonra sistem hiç çalışmadıysa, iletken boyutunu artırmak veya mümkünse koşuyu kısaltmak gerekebilir. Ayrıca, bu tür konularda her zaman olduğu gibi, tüm sonlandırmaları kontrol edin.

Birçok teknisyen, endüstriyel ortamlarda hatla çalışan tezgah modeli yerine elde tutulan, pille çalışan bir osiloskop kullanmayı tercih eder. Neme ve kaba kullanıma dayanacak şekilde daha taşınabilir ve sağlam olmasının yanı sıra, referans verilen ve toprak referansının üzerinde yüzen bir voltaja yanlış bağlantı tehlikelerine karşı bağışıktır. Ayrıca, sermaye yatırımı daha düşüktür.

Öğrenme-Takviye Soruları

www.elevatorbooks.com veya sf.147'de çevrimiçi olarak bulunan Sürekli Eğitim Değerlendirme Sınavına çalışmak için aşağıdaki öğrenme-pekiştirme sorularını kullanın. Bu konunun XNUMX.
♦ El tipi osiloskop ne zaman tezgah modeline tercih edilir?
♦ “Matematik” fonksiyonunun değeri nedir?
♦ VFD ile çalışırken neden önlemler gereklidir?
♦ Bir VFD'deki DC barasının amacı nedir?
♦ Bir VFD'de kapasitör sorununu gösteren belirtiler nelerdir?