数字万用表(DMM)是电气故障诊断和排除的中流砥柱，也是我们大多数人最先接触到的工具。数字万用表是多功能设备，可测量电气性能，包括电压、电流和电阻。万用表还可以快速识别故障、短路和开路，以及测试电容器和电阻等组件。
万用表在诊断和排除变频驱动(VFD)问题时特别有用。变频驱动(VFD)是一种电机控制器，用于调节施加给电机的电压和频率。这使得用户可以控制电机速度，从而实现更平稳的启动，提高能源效率，减少机械部件磨损。万用表在工业环境中发挥着重要作用，确保泵和风机以最佳速度运行。
故障指示灯亮起时，诊断并迅速修复问题很重要。本文中，我们将介绍使用万用表对变频驱动进行故障诊断和排除的步骤，以及何时使用其他工具进行进一步诊断。
什么是变频驱动故障？
变频驱动出问题时，会显示故障代码。具体故障代码因驱动制造商而异。重要的是要尽快确定其含义，以诊断和排除问题。
例如，假设变频驱动显示故障代码F4，表明出现“欠压”问题——变频驱动的常见问题。出现该代码的原因可能是以下三种情况之一：
- 驱动本身存在故障
- 驱动正在运行的电机存在故障
- 电源电压畸变
自此，您可以对驱动、电机和电源电压进行故障诊断和排除，以查明问题所在。
如何使用万用表诊断和排除故障
首先，我们要使用万用表检查输入电源电压。在测试之前，请确保穿戴适合所处环境的个人防护装备(PPE)，并且使用的万用表具有正确的安全等级。测试过程中，必须接通电源。
- 启动数字万用表，选择交流(AC)电压。符号为带波浪线的V (ṽ或V ~)。将万用表设置为自动量程模式，或手动将万用表量程调至最高量程或高于预期输入电压(例如，如果预期输入电压为480 V AC，则将量程设置为600 V AC)。
- 测量每对输入端子之间的电压。首先，将黑色表笔插入至COM插孔，红色表笔插入至VΩ插孔。先接黑色表笔，再接红色表笔，连接端子如下：
- L1 至 L2
- L2 至 L3
- L3 至 L1
拆下表笔时，先拆红色。每对端子间的电压应大致相等。
- 记录测量值，并将其与预期输入电压进行比较。确保数值在变频驱动手册中规定的可接受范围内。
使用万用表对变频驱动进行故障诊断和排除时，重要的是要知道不同万用表可能显示不同电压值，这取决于其计算方式。一般万用表显示交流(AC)波形的平均值，然后将其乘以一个系数来估算均方根(RMS)值。然而，如果交流波形为非正弦波，这是变频驱动经常出现的情况，万用表显示的电压可能与实际值相差40%。
真有效值万用表测量波形的实际形状并计算精确的RMS值，为变频驱动中常见的非正弦波形提供更为正确的读数。
使用数字万用表，可检查电源输入电压，但根据失真类型，单独的电压读数可能无法指示是否存在问题。噪声、失真或瞬态故障可能根本无法用万用表检测到。
如果电压在规定范围内，下一步检查变频驱动(VFD)直流母线电压。
检查变频驱动(VFD)直流母线电压
检查直流母线电压时，请将万用表设置为测试直流电压。符号为一个V加一条短直线和一条短虚线(V ⎓)。
- 将黑色表笔插入至“COM”插孔，将红色表笔插入至“VΩ”插孔。
- 将表笔跨接在+和-端子上。
- 电压读数应近似等于RMS电源电压 × 1.414。例如，对于480 V驱动，直流母线应为约678V DC。
检查电源电压的峰值幅值是否存在任何失真或误差，这些失真或误差可能导致过电压或欠电压误差。
假设检查驱动的直流母线电压，发现比标称值低约20%。这存在问题。但需要更换驱动控制器、电机，还是两个都更换呢？
需要知道更多信息。万用表具有局限性，意味着需要使用其他工具来继续诊断和排除故障。
何时使用示波器
示波器是进一步诊断和排除变频驱动故障的重要工具。示波器通过图形将随时间变化的电信号实现实时可视化，揭示了使用万用表时无法获得的额外信息。
除显示电信号外，示波器还可以识别可能导致变频驱动停止工作的其他问题，可探测到可能对敏感设备造成干扰的高频噪声。示波器还可以检测交流波形中的谐波失真，这可能导致过热或效率降低。最后，示波器可以检测瞬态故障，如电压尖峰脉冲、浪涌或暂降，从而更深入地了解变频驱动(VFD)故障的原因。
万用表仅提供被测电压的平均值或RMS值一个读数。虽然万用表在变频驱动(VFD)故障诊断和排除的前几个步骤中很重要，但无法捕获波形形状或检测干扰。
总结
数字万用表是快速获得电压读数的绝佳工具，可用作诊断和排除变频驱动(VFD)故障的第一个工具。然而，需要额外工具，如示波器，以检测更为复杂的问题。示波器可以提供的附加信息对于识别干扰和脉宽调制信号完整性等其他问题至关重要。
您可以使用万用表开始诊断和排除变频驱动(VFD)故障。但出现问题时，如果有必要，您可能需要使用更专业的工具。
