开启高频抑制功能，让变频器测量更精确 横河WT5000功率分析仪

随着新能源行业的蓬勃兴起，作为其中关键设备的变频器开始被广泛运用于电动汽车、风电光伏和电机等领域，与此同时变频器中的核心功率器件也逐渐由IGBT向SiC等耐压更高、开关频率更高的器件发展。然而在高频、大功率环境下进行功率测量的工程师们却不得不面对日益增多的高频干扰，那么针对这一痛点，我们又有什么应对之策？

一般来说，SiC变频器输出的电压信号是从几十kHz到几百kHz的具有高速开关频率的PWM调制波形；而输出的电流信号则是基波频率为几十Hz到几百Hz的正弦波形，不难看出电压信号的高频成分比电流信号的高频成分多出数百倍。工程师们固然可以采用各种措施隔离降噪但却仍有一定程度的干扰无法被去除。面对此类特定频率的干扰，不少用户常会借助功率分析仪中的线路滤波（Line Filter）功能将其消除。

以横河旗舰产品WT5000高精度功率分析仪为例，其中的线路滤波器可用于过滤特定频率以上的干扰成分。需要注意的是线路滤波器一般是同时作用于同一输入单元的电压信号和电流信号，例如当输入单元1的截止频率被设置为10kHz的线路滤波器时，那么该单元内的电压和电流信号中超过10kHz的高频成分都会被过滤。

而SiC功率器件的开关频率可达几百kHz，为了保证其高频成分中的有效性能够被完整保留，我们不建议开启线路滤波器；然而对于只有几百Hz频率的电流信号来说，大部分的高频成分均属于需要被过滤的高频干扰信号（如图1所示）。但鉴于同一输入单元的电压信号和电流信号在过滤时具备同步性，因此使用功率分析仪的线路滤波器功能显然并非是过滤此类高频信号的首选之策。

图1：SiC变频器输出的电压和电流信号

“高频抑制”功能

那么我们如何才能实现功率分析仪的高效滤波呢？我们建议使用横河WT5000的电流传感器单元760903（如图2所示），其内置的传感器电源不仅可以简化CT接线还能在最大程度上减少外部干扰对电流测量的影响。如图3所示。

横河WT5000的电流传感器单元760903

此外，760903还具备一项独门绝技——高频抑制(HFR)功能，其原理如图4所示，我们可以将它视作为一个单独作用在电流输入回路上的低通滤波器。

图4：WT5000线路滤波器框图

开启高频抑制功能后，AAF防混淆滤波器将在不影响电压输入信号的前提下只对电流信号进行滤波，从而完美解决了上述无法单独过滤电流高频成分的困扰。其测试效果如图5、图6所示。

综上所述，760903的高频抑制功能仅在电流回路打开HFR滤波器，消除电流中的高频成分，而不会对电压信号中的高频成分造成影响。这一特性在确保高精度进行SiC高频功率测量起着重要作用。

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审核编辑 黄宇