功率分析儀主要用來測量電機、變頻器、變壓器等功率轉(zhuǎn)換裝置的功率、效率等參量。被廣泛用于混合動力電動汽車、電動車、太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、變頻器、變頻電機和燃料電池等的功率計算和分析。部分分析儀,如WP4000變頻功率分析儀,還具備實時波形、波形數(shù)據(jù)記錄及諧波分析等功能。
產(chǎn)品特點:
前端數(shù)字化
IEC指出:將被測參量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量參數(shù)更為合理,原因在于對傳統(tǒng)模擬量輸出變送器的模擬量輸出要求是基于有局限的常規(guī)技術(shù),并非依據(jù)使用被測參量信息的設(shè)備的實際需要。
測量的目的是基于某種需要對被測量的信息進行感知、分析和處理。其核心價值在于對測量行為所獲取的信息“分析和處理”的質(zhì)量。
傳感器與二次儀表之間的模擬量傳輸線路,是引入電磁干擾的主要環(huán)節(jié);同一電磁環(huán)境下,信號越小,傳輸線路越長,受干擾程度越大。
電磁環(huán)境日益復(fù)雜,經(jīng)實驗室計量檢定的高精度測量裝置,受電磁干擾的影響,在工業(yè)現(xiàn)場不一定能夠發(fā)揮其應(yīng)有的精度特性,甚至不一定能夠正常運行。
工業(yè)社會的快速發(fā)展使對測量的準(zhǔn)確性、合理性和高效率提出了更高的要求,顯而易見,融合著現(xiàn)代計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動化技術(shù)等的數(shù)字化設(shè)備信息和數(shù)據(jù)的處理分析能力更強、智能化、自動化程度更高,適應(yīng)日益復(fù)雜的現(xiàn)場電磁環(huán)境的能力更強,它必將成為測量系統(tǒng)中不可或缺的核心構(gòu)件。開發(fā)基于前端數(shù)字化的傳感器/變送器和效率更高、分析運算能力更強的數(shù)字化測量二次設(shè)備也必然成為測試技術(shù)發(fā)展的主流方向。
WP3000變頻功率分析儀在傳感器/變送器環(huán)節(jié),即將被測信號數(shù)字化,傳感器/變送器與二次儀表之間采用數(shù)字光纖通訊,避免了信號傳輸環(huán)節(jié)的損失與干擾,并方便網(wǎng)絡(luò)化,智能化應(yīng)用。
IEC指出:所有儀表和測量裝置的誤差都必須進行實際測量,未經(jīng)測量,僅是以其它測量中計算出來的和引用電壓、電流和功率因數(shù)組合的誤差,不能作為評價裝置基本誤差的依據(jù)。
常規(guī)的測量方法是:電壓/電流傳感器先將高電壓/大電流信號變換為低電壓/小電流信號,再連接到分析儀,分析儀只測量低電壓和小電流信號。這種方式下,傳感器和分析儀及傳輸線路都會引入測量誤差,一方面加大了測量誤差,另一方面也使測量誤差不好預(yù)計。
變頻功率分析儀,不論是低電壓、小電流還是高電壓、大電流信號,均可采用各種不同量程的變頻電量變送器直接連接一次回路,變送器直接輸出數(shù)字信號,二次儀表只是對數(shù)字信號進行必要的運算,并不會增加誤差,這樣,引入誤差的環(huán)節(jié)只有一個,只需要對變頻電量變送器的誤差進行試驗,即可確定整個系統(tǒng)的誤差。
寬幅值范圍
普通傳感器及儀表一般只能在較窄的范圍內(nèi)保證測量準(zhǔn)確度,對于被測信號變化范圍較寬時,通常采用多個傳感器結(jié)合換擋開關(guān)進行換擋,以拓寬測量范圍。WP3000變頻功率分析儀在一個傳感器在其內(nèi)部設(shè)置8個檔位,每個檔位只測量在本檔位量程的50%~100%范圍內(nèi)信號,實現(xiàn)在1%~200%額定輸入的范圍內(nèi)實現(xiàn)高準(zhǔn)確度測量。由于采用無縫量程轉(zhuǎn)換技術(shù),檔位切換時,數(shù)據(jù)不丟失,可滿足各種寬范圍內(nèi)的動態(tài)測量。
寬相位范圍
以電機及變壓器為例,空載時的功率因數(shù)很低,而此時的輸入功率往往就是設(shè)備的主要損耗。低功率因數(shù)下的高準(zhǔn)確度測量,是評價電機、變壓器等高能效產(chǎn)品的重要技術(shù)指標(biāo)。傳感器及儀表的角差指標(biāo)直接影響功率測量準(zhǔn)確度,功率因數(shù)越低,同樣的角差對功率測量的準(zhǔn)確度影響越大。大多數(shù)儀器儀表的功率測量準(zhǔn)確級的參比條件是功率因數(shù)等于1,不明示測量難度大的低功率因數(shù)下的準(zhǔn)確度指標(biāo)。大多數(shù)用于變頻電量測量的傳感器,不標(biāo)稱相位指標(biāo),系統(tǒng)的相位誤差不明確,低功率因數(shù)時,功率測量準(zhǔn)確度處于未知狀態(tài)。AnyWay系列變頻電量測量/計量產(chǎn)品,電壓、電流測量具有極小的角差,實現(xiàn)了在0.05~1功率因數(shù)范圍內(nèi)的高準(zhǔn)確度測量。
寬頻率范圍
多數(shù)用于變頻電量測量的傳感器和儀器儀表,往往在適用范圍中明示適用于甚至是專業(yè)針對變頻電量測試,而標(biāo)稱的準(zhǔn)確度指標(biāo)卻只能在工頻下能夠成立。非工頻下的測量準(zhǔn)確度要么較低,要么不明示,導(dǎo)致用戶采購了標(biāo)稱準(zhǔn)確度很高的測量設(shè)備,測量結(jié)果卻與實際大相徑庭。
WP3000變頻功率分析儀實現(xiàn)了在電機、變頻器、變壓器等關(guān)注的全頻率內(nèi)的高準(zhǔn)確度測量,以全頻率范圍內(nèi)最低的準(zhǔn)確度指標(biāo)標(biāo)稱設(shè)備準(zhǔn)確度指標(biāo)。
傳統(tǒng)的有功功率表通常針對工頻或中頻正弦波測量設(shè)計,因此只能滿足正弦波電路的有功功率測量,在波形畸變較小的時候;
可以獲取與標(biāo)稱測量精度,當(dāng)波形畸變增大時,測量誤差增大,甚至喪失正常的測量功能。
功率分析儀是有功功率表的功能升級產(chǎn)品,一般具備下述功能:
具備功率表的基本功能:電壓、電流真有效值和總有功功率的測量
對功率表的基本功能的適用性進行擴展,使其能夠測量正弦電路和非正弦電路的電壓、電流真有效值和總有功功率。
一般要求適應(yīng)較寬的帶寬和較寬的基波頻率范圍
能夠?qū)Ψ钦译妷?、電流及功率包含的詳細信息進入定性和定量的分析。
定性分析一般通過直觀的時域分析法,時域分析法主要建立在實時波形的基礎(chǔ)上。
定量分析一般通過抽象但準(zhǔn)確量化的頻域分析法,頻域分析法主要基于傅里葉變換。
高精度功率分析儀主要是為電力電子的測試和開發(fā)提供可靠的高精度測量。
它們包括新的功率測量技術(shù),以協(xié)助工程師使用電機,逆變器,照明,電源,變壓器和汽車組件來提高其產(chǎn)品的效率。
基于專利的高帶寬架構(gòu),功率分析儀可提供單相或三相電流和電壓的精確測量,諧波分析,快速傅立葉變換(FFT)分析以及功率和其他派生值的計算。
它們?yōu)槿魏尾ㄐ?,頻率或相移提供了比較好的精度和共模抑制。
高精度功率分析儀特征
緊湊,高精度的功率分析儀
在同一時間點準(zhǔn)確顯示所有階段的動態(tài)事件,同時并行采集所有階段
階段1或階段3(Norma4000);3,4或6(Norma5000)
帶寬:取決于輸入模塊,直流至3MHz或直流至10MHz
基本精度:根據(jù)輸入模塊可達0.03%
電壓輸入范圍0.3至1000V.
電流輸入范圍(直接,不通過分路):0.03mA-20A取決于輸入模塊
所有輸入都是電隔離的,以避免在所有應(yīng)用中出現(xiàn)短路
包括FFT分析,矢量圖顯示,記錄功能和數(shù)字示波器(DSO)模式
電壓,電流和功率諧波高達40
簡單的用戶界面確保了簡單直觀的操作
5.7英寸彩色顯示屏,320×240像素分辨率
4MB板載內(nèi)存用于存儲測量值
高精度功率分析儀可精確測量電流和電壓,并計算有功功率,無功功率和視在功率,并可從這些高精度測量中計算出其他派生值。
精度不受波形形狀或頻率范圍的影響。由于輸入通道設(shè)計,相移精度得以保持。
諧波計算高達采樣率的一半。DSO功能將測量的輸入?yún)?shù)表示為波形。
可以通過儀器的集成分壓器和分流器直接測量電壓和電流。
也可以連接外部分壓器以及分流器或電流探頭以滿足特定的應(yīng)用需求。
諸如附加接口,模擬輸入和輸出等選項也可用。分析儀固件可以通過標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口進行更新。