Escrito por Grant Maloy Smith, el experto en adquisición de datos

En este artículo, veremos qué es el análisis de potencia y las herramientas que se utilizan para realizarlo. En este artículo podrás:

  • Ver lo que es realmente la energía eléctrica
  • Descubrir por qué necesitamos el análisis de potencia y cómo se calcula
  • Comprender cómo se realiza el análisis de potencia y qué es un analizador de potencia.

¿Estás listo para empezar? ¡Vamos!

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¿Qué es el análisis de potencia?

¿Qué es un Analizador de Potencia?

¿Qué es la energía eléctrica?

Cuantificación de potenica eléctrica

¿Cómo calculamos la energía eléctrica?

Comprensión de la medición de potencia

Potencia versus energía: ¿cuál es la diferencia?

¿Por qué medimos la potencia?

¿Qué hacen los analizadores de energía?

Los Analizadores de Potencia Dewesoft

Analizador de Potencia con analizador FFT incorporado

Analizadores de energía multifase

La base de datos de sensores mejora la precisión de la medición de corriente y voltaje

El SIRIUS XHS: analizador de potenica de próxima generación

Medición de corriente con Dewesoft

SIRIUS XHS-PWR para pruebas de vehículos eléctricos e híbridos

Transformadores de corriente compatibles

Más información

¿Qué es el Análisis de Potencia?

La potencia es la tasa de trabajo, es decir, la cantidad de la energía consumida por unidad de tiempo. La potencia de un sistema eléctrico es la multiplicación del voltaje con la corriente, integrado y luego dividido a través del tiempo periódico. Debe conocerse el tiempo periódico (igual a la frecuencia) para calcular la potencia de un sistema eléctrico. El "análisis de potencia" es simplemente el método mediante el cual se prueba y se estudia la potencia, normalmente utilizando un analizador de potencia.

¿Qué es un Analizador de Potencia?

Un analizador de Potencia es un instrumento que mide y cuantifica la tasa de flujo de energía en los sistemas eléctricos. El flujo de potencia se expresa en julios / segundo (J / s) o kilovatios-hora (kW / h). La energía eléctrica es la tasa por unidad de tiempo que la energía eléctrica se transfiere en un sistema eléctrico entre dos puntos.

SIRIUS XHS Power AnalyzerAnalizador de potencia SIRIUS XHS con 4 amplificadores de alto voltaje y 3 de bajo voltaje para la conexión del transductor de corriente

¿Qué es la energía eléctrica?

Puede mirar un circuito eléctrico, pero no puede ver si el voltaje está presente o si fluye una corriente. No debes extender tu mano para averiguarlo, porque esto es extremadamente peligroso y posiblemente incluso letal. Por lo tanto, debemos utilizar el instrumento correcto para medir la electricidad.

Entonces, ¿cómo podemos visualizar la electricidad moviéndose a través de un circuito? Bueno, podemos ver el agua moviéndose, así que usémoslo como una analogía para explicar cómo funcionan los circuitos eléctricos. Es un hecho bien conocido que si el agua va a fluir fuera de una tubería, el agua necesita tener una fuerza o "presión" que la empuje, ya sea por gravedad o por una bomba mecánica.

Diagrama del circuito eléctrico comparado con una bomba de agua

En nuestra analogía:

  • El voltaje es la presión que fuerza el agua a través de la tubería. Cuanto mayor sea la presión, más rápido fluirá el agua. Esto se mide en voltios (V).
  • La corriente es el volumen disponible para que fluya el agua. Cuanto mayor sea el volumen, más agua puede fluir. Esto se mide en amperios (A).
  • La resistencia es la reducción de volumen dentro de la tubería que restringe el flujo de agua. Esto se mide en ohmios (R o Ω).

Si la corriente se mueve solo en una dirección, se parece mucho al agua que fluye a través de una tubería o manguera. Esto es CC (corriente continua) en nuestra analogía. Sin embargo, si la corriente se mueve hacia adelante y hacia atrás, entonces es análoga a la CA (corriente alterna).

La potencia CA es lo que utilizamos para transportar electricidad a largas distancias, desde la planta de energía hasta nuestros hogares y negocios, por ejemplo.

La potenica CC se utiliza tanto para la electrónica moderna como para las baterías.

La computadora de oficina en la que puede estar leyendo esto, por ejemplo, se conecta a la alimentación de CA, pero tiene un tipo de transformador en el interior conocido como fuente de alimentación de modo conmutado (SMPS) que convierte la alimentación de CA en CC y convierte el voltaje de CC al deseado nivel. Si está utilizando una computadora portátil, es probable que el SMPS esté ubicado en el "bloque" externo que se conecta entre la toma de CA en la pared y el sistema de alimentación de CC dentro de la computadora portátil. Si está leyendo esto en un teléfono o tableta, también es un dispositivo de CC que usa un SMPS externo para cargar su batería interna.

Cuantificación de potenica eléctrica

En física, la potenica eléctrica es la tasa de trabajo. Es equivalente a la cantidad de energía consumida por unidad de tiempo. La unidad de potencia es Joule por segundo (J / s), también conocido como Watt (W).

¿Qué es la potenica eléctrica?

La potencia eléctrica es la tasa por unidad de tiempo que la energía eléctrica se transfiere en un sistema eléctrico entre dos puntos. La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se puede crear ni destruir. Simplemente puede convertirse de un tipo de energía a otro o transferirse.

Dado que no existe un sistema eléctrico ideal, siempre habrá algunas pérdidas cuando hay una transferencia de energía. La forma más común de pérdida dentro de un sistema eléctrico es el calor. Si un circuito está físicamente caliente, eso significa que parte de la energía que transporta se está convirtiendo en calor y, por lo tanto, no se puede utilizar para realizar un trabajo útil.

Esto disminuye la eficiencia del sistema eléctrico general. No es una coincidencia que los sistemas mecánicos también generen calor; no ponga la mano sobre una bombilla incandescente encendida o experimentará directamente la conversión de energía en calor. La energía eléctrica es solo una extensión de la física básica de la potencia en general.

Convencionalmente, la potenica eléctrica se expresa en kilovatios (kW).

¿Cómo calculamos la potenica eléctrica?

La cantidad de potencia en un circuito se calcula multiplicando el Voltaje (V) por la Corriente (A) que produce Watt (W), usando la siguiente ecuación:

\[P(t) = I(t) \cdot V(t)\]

Esta ecuación básica se puede transformar usando la ley de ohmios, que establece que la corriente que fluye a través de una resistencia lineal es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia de un circuito eléctrico a temperatura constante. La ley de Ohm se puede escribir de varias formas:

\[V = I \cdot R\]

\[P = V \cdot I\]

\[P = I^2 \cdot R\]

\[P = \frac{V^2} {R}\]

Pero la ley de ohmios solo es cierta para la corriente continua (CC), donde el flujo de voltaje y corriente es constante.

Pero con corriente alterna (CA), las ecuaciones de la ley de ohmios producirán la potencia en solo un instante en el tiempo. Entonces, necesitamos un método diferente para medir la CA.

Necesitamos una ecuación que describa con precisión la energía eléctrica si queremos analizar sus características. Afortunadamente, existe tal ecuación:

\[P=\frac{1}{T}\int_{t=0}^T u(t)\cdot i(t)\;dt\]

Dónde:

  • P es potencia en Watt (W)
  • i es actual en amperios (A)
  • u es el voltaje en voltios (V)
  • T es el tiempo periódico en segundos (s)

Visualicemos esta ecuación en un gráfico:

Power calculation equation visualized on a cartesian plane showing the voltage and current, and the resulting power curve after integration

Ecuación de cálculo de potencia visualizada en un plano cartesiano que muestra el voltaje y la corriente, y la curva de potencia resultante después de la integración.

Al observar la curvatura de las formas de onda en la visualización, podemos ver que la potencia en un sistema de CA no es solo el voltaje multiplicado por la corriente como en un sistema de CC. Se define por el tiempo promedio de la potencia instantánea durante un ciclo. Esto significa que debemos conocer la frecuencia para poder calcular la potencia de un sistema eléctrico.

Comprensión de la medición de potencia

Principalmente, hay tres tipos de energía en los sistemas eléctricos de corriente alterna (CA) que se deben medir. Estos son:

  1. Potencia activa (P)
  2. Potencia reactiva (Q)
  3. Poder aparente (S)

Para ilustrar la relación entre ellos hay una herramienta útil que podemos usar, conocida como triángulo de potencia, basada en el Teorema de Pitágoras:

Power triangle, illustrating the relationship between active, reactive, and apparent power, including the angle phi and the power factor, also known as cosine phi (cos phi)Triángulo de potencia, que ilustra la relación entre potencia activa, reactiva y aparente, incluido el ángulo phi y el factor de potencia, también conocido como coseno phi (cos phi)

Veamos más a fondo estos términos y lo que realmente significan:

¿Qué es la potencia activa (P)?

La potencia activa (P) también conocida como "potencia real" es la potencia útil que se utiliza dentro del circuito de CA.

¿Qué es la potencia reactiva (Q)?

La potencia reactiva (Q) no se utiliza pero se transporta entre la fuente como una central eléctrica y la carga, se utiliza principalmente para transportar la potencia activa a través del sistema eléctrico. 

¿Qué es el poder aparente (S)?

La potencia aparente (S) es la suma vectorial de la potencia activa y reactiva en un sistema de alimentación de CA.

¿Cuál es el factor de potencia (OF)?

El factor de potencia (OF) es la relación entre la potencia activa y reactiva y puede tomar valores entre 1 y -1.

El factor de potencia es una indicación de la cantidad de potencia activa que está presente en la línea de transmisión en comparación con la potencia aparente que combina tanto la potencia activa como la reactiva. En otras palabras, es la cantidad en la que la potencia útil en la línea de transmisión es menor que la potencia máxima teóricamente posible. Las reducciones en el factor de potencia teóricamente ideal se deben a que el voltaje y la corriente están desfasados.

El factor de potencia a menudo se denota como "cos phi", "coseno phi" o "cos 𝜑".

La potencia reactiva puede ser positiva o negativa, indicada por el signo positivo o negativo del ángulo phi (𝜑). Esto nos dice si la corriente está adelantando al voltaje o si está rezagada con respecto al voltaje en la línea de transmisión.

Cuando el valor de la potencia reactiva es positivo, se retrasa, lo que indica una carga inductiva que consume potencia reactiva.

Cuando el valor de la potencia reactiva es negativo, está adelantado, lo que indica una carga capacitiva que está entregando potencia reactiva.

Las cargas óhmicas puras, como las bombillas incandescentes tradicionales, tienen un factor de potencia muy cercano a 1. Esto significa que el voltaje y la corriente están en fase, por lo que hay muy poca potencia reactiva presente en la línea de transmisión.

Con factores de potencia positivos, cuanto más se acercan a cero, mayor es la diferencia de fase entre el voltaje y la corriente, y más potencia reactiva está presente en la línea de transmisión. Esto es similar al factor de potencia negativo, solo en la dirección opuesta: en PF = -1, la diferencia de fase entre el voltaje y la corriente es de 180 °.

Poder versus energía: ¿cuál es la diferencia?

Los términos “energía eléctrica” y “potenica eléctrica” no son intercambiables porque no son lo mismo. Usando nuestra analogía del agua de antes, es fácil ilustrar esta diferencia:

Illustrated difference between electric energy and electric power

La potencia significa capacidad, mientras que la energía representa la entrega a lo largo del tiempo.

La potencia es esencialmente el caudal de agua en la manguera, en función de su presión y volumen. La potencia eléctrica se mide en vatios (W), kilovatios (kW) y megavatios (MW).

La energía es la cantidad de agua que pasa por la manguera durante un período del tiempo. Es por eso que su factura de electricidad se dará en kilovatios-hora (kWh).

¿Por qué medimos la potencia?

En palabras del consultor de gestión de renombre mundial Peter Drucker: "Si no se puede medir, no se puede gestionar".

La medición de voltaje y corriente es solo el paso inicial para analizar un sistema eléctrico y se puede realizar fácilmente con cualquier analizador de potencia o medidor de potencia del mercado.

Pero para gestionar algo con éxito, se necesita tanta información como sea posible. Esto es exactamente para lo que está diseñado un analizador de redes. Los analizadores de redes facilitan al usuario la realización de análisis complejos de cualquier sistema eléctrico con solo unas pocas operaciones.

A medida que la electricidad y la potencia se vuelven cada vez más importantes, es fundamental que puedan medirse y administrarse con los más altos estándares posibles para garantizar que el suministro continúe y que el equipo que opera con ellos sea confiable, seguro y eficiente. Desde la producción de energía en sí hasta la fase de transmisión que la lleva a nuestros hogares y negocios, los analizadores de redes son fundamentales para realizar mediciones precisas y completas.

Medir la potencia con el mayor nivel de precisión posible es importante por varias razones:

  • Para que I + D aumente el rendimiento de productos y servicios.
  • Para aumentar la eficiencia energética
  • Reducir el consumo de tiempo y costes
  • Cumplimiento de estándares nacionales e internacionales
  • Garantizar la seguridad de productos y operadores

¿Qué hacen los Analizadores de Potencia?

Los analizadores de potencia realizan una amplia gama de pruebas y medidas en componentes, circuitos y sistemas eléctricos. Algunos de los análisis más comunes que se realizan incluyen:

El análisis de flujo de carga se utiliza para establecer los componentes de un sistema de energía que incluyen la magnitud del voltaje, la magnitud de la corriente, el ángulo de fase phi del sistema, la potencia activa, la potencia reactiva, la potencia aparente y el factor de potencia en una operación de estado estable.

Además, para cargas no lineales, es necesario medir y analizar la potencia reactiva de distorsión y la potencia reactiva armónica. En teoría, el voltaje y la corriente tienen una onda sinusoidal perfecta de 50 Hz en Europa (y 60 Hz principalmente en América del Norte y del Sur). Este es el caso si solo hay cargas lineales óhmicas puras conectadas a la red (por ejemplo, bombillas incandescentes, calentadores eléctricos, electromotores de CA, etc.).

El triángulo de potencia que se mostró anteriormente solo es válido para cargas óhmicas, pero actualmente hay cada vez más cargas no lineales, así como unidades de producción no lineales conectadas a la red. Esto ha introducido una nueva dimensión en el triángulo de potencia, a saber, la distorsión y la potencia reactiva armónica. Estos fenómenos se tratan en el artículo separado ¿Qué es la calidad de la energía? [* PRÓXIMAMENTE].

Echemos un vistazo al nuevo triángulo de poder:

Power triangle illustrates the relationship between active, reactive, and apparent power, including the new dimension of distortion and harmonic reactive powerEl nuevo triángulo de potencia ilustra la relación entre potencia activa, reactiva y aparente, incluida la nueva dimensión de distorsión y potencia reactiva armónica.

En el siguiente ejemplo, el voltaje de línea alimenta energía de CA al sistema y el rectificador de conmutación la convierte en la energía de CC que requiere el LED. Eche un vistazo al diagrama esquemático de la configuración de medición:

Schematic diagram of a LED testing power measurement set-up with both the AC and the DC voltage and current waveforms measured with the power module from Dewesoft

Diagrama esquemático de una configuración de medición de potencia de prueba de LED con formas de onda de voltaje y corriente de CA y CC medidas con el módulo de potencia de Dewesoft

Actualmente, existen cada vez más cargas no lineales (balastros, rectificadores, inversores, computadoras personales, etc.) conectadas a la red, así como unidades de generación no lineales (eólica, solar y otras formas de generación de energía). Por lo tanto, las formas de onda de voltaje y corriente están distorsionadas y no son formas de onda sinusoidales ideales. Por lo tanto, el análisis de armónicos es necesario para determinar los efectos que estas cargas no lineales tienen sobre la corriente y el voltaje en un sistema eléctrico.

El análisis de cortocircuito se realiza para proporcionar información sobre todos los posibles escenarios operativos del sistema eléctrico y para determinar la capacidad de los componentes individuales del sistema para interferir o soportar la magnitud de la corriente en el circuito.

El análisis de coordinación se utiliza para apoyar el desarrollo de la protección contra sobrecorriente. Toma en consideración las características del dispositivo de protección, incluido su tamaño y configuración, para establecer el rango operativo ideal.

Analizadores de potencia Dewesoft

Los analizadores de potencia Dewesoft no solo son los analizadores de potencia más pequeños del mundo, sino que también son los más potentes. La plataforma de hardware flexible combinada con potentes funciones de software ofrece posibilidades de prueba únicas para cualquier tipo de medición eléctrica. El analizador de potencia Dewesoft puede calcular más de 100 parámetros de potencia, como P, Q, S, PF, cos phi y muchos otros.

También ofrece varias características de otros instrumentos:

  • Capacidades de grabación de datos sin procesar
  • Osciloscopio
  • Análisis FFT
  • Armónicos
  • etc.

Todos estos cálculos se pueden realizar en línea en tiempo real, en posprocesamiento o en ambos.

Dewesoft power analyzer functionalitiesEl analizador de potencia Dewesoft combina varios instrumentos y funcionalidades en un solo dispositivo: analizador de potencia, analizador FFT, registrador de datos RAW, osciloscopio, analizador de armónicos, registrador de temperatura, registrador de vibraciones y muchos más.

Los analizadores de redes Dewesoft R8 pueden equiparse con hasta 64 entradas analógicas de alta velocidad (hasta 1 MS / s a 16 bits y 5 MHz de ancho de banda por canal) para la medición de voltaje y corriente en una sola caja.

The Dewesoft R8DB power analyzer is capable of 32 high voltage and 32 current channel in a single box with RAW data storing and real-time powe analysisEl analizador de potencia Dewesoft R8DB se puede configurar con 64 canales, seleccionables para adaptarse a la aplicación de medición para un dispositivo de medición todo en uno

Las entradas están completamente aisladas tanto en el lado del sensor (canal a tierra), como en el canal a canal, e incluso en la excitación del sensor aislado. El aislamiento galvánico real significa menos ruido, evitar el bucle de tierra y una calidad de señal superior.

Las entradas de alto voltaje se miden directamente con protección de 1600 V CC / CAT II 1000 V / CAT III 600 V. La corriente se puede medir con sensores de corriente de alta precisión, como transductores de corriente de flujo cero, pinzas amperimétricas de CA / CC, bobinas Rogowsky y derivaciones.

Dewesoft current tranducersDewesoft provides a broad range of current transducers and currents sensors for any current measurement range and accuracy

Dewesoft proporciona una amplia gama de transductores de corriente y sensores de corriente para cualquier rango y precisión de medición de corriente.

Y aunque es principalmente un analizador de potencia, también puede medir varios tipos de señales adicionales, incluidos acelerómetros, galgas extensométricas, sensores de fuerza y carga, termopares, RTD, contadores y codificadores, GPS, CAN BUS, XCP, FlexRay e incluso video . Todos los canales están sincronizados entre sí.

And while it is mainly a power analyzer, it can also measure various additional signal types, including accelerometers, strain gage, force, and load sensors, thermocouples, RTDs, counters and encoders, GPS, CAN BUS, XCP, FlexRay, and even video. All channels are synchronized with each other.

Typical 3-phase delta measurement screen from DewesoftX power analysis softwarePantalla típica de medición delta trifásica del software de análisis de potencia DewesoftX

El SIRIUS XHS: analizador de potencia de próxima generación

El analizador de potencia SIRIUS XHS es la última versión de la línea SIRIUS. Es un sistema de adquisición de datos de alta velocidad capaz de grabar cada una de sus ocho entradas analógicas hasta 15 MS/s/ch con un ancho de banda de hasta 5 MHz.

The new SIRIUS XHS power analyzerEl SIRIUS XHS mostrado con cuatro amplificadores HV y cuatro amplificadores LV

Cuenta con una tecnología HybridADC completamente nueva que es capaz de realizar grabaciones transitorias de gran ancho de banda y adquisición de datos de muy alta dinámica y sin alias. El filtrado sin alias permite la adquisición de señales con un rango dinámico de hasta 160 dB. El alto aislamiento de canal a canal y de canal a tierra evita daños a los sistemas por voltaje excesivo y evita bucles de tierra.

La nueva tecnología HybridADC dentro del analizador de potencia SIRIUS XHS

En la mayoría de las aplicaciones de energía, el SIRIUS XHS está configurado con cuatro amplificadores de alto voltaje (HV) y de bajo voltaje (LV): 

  • SIRIUS XHS HV: Entrada analógica de alto voltaje CAT II 1000V altamente aislada. Este amplificador puede medir rangos de 20 V a 2000 V pico directamente, con un ancho de banda de 5 MHz y una precisión del 0.03%. Este amplificador es ideal para la conexión directa de señales de alto voltaje. Los conectores de este amplificador son siempre conectores banana de seguridad aislados (rojo / negro).
  • SIRIUS XHS LV: Entrada analógica de baja tensión altamente aislada. Este amplificador puede medir rangos de 0.05 V a 100 V, con un ancho de banda de 5 MHz, una precisión de 0.03% y excitación para sensores seleccionados (requiere conector DSUB9 para la excitación del sensor). Este amplificador es ideal para la conexión directa de señales de baja tensión y transductores de corriente. Los conectores de este amplificador están disponibles en DSUB9 o BNC. Tenga en cuenta que el conector DSUB9 también ofrece excitación del sensor, así como TEDS para la configuración del sensor inteligente.

Cuando se utiliza el conector DSUB9, este amplificador también acepta adaptadores de interfaz inteligente de la serie DSI, lo que permite conectar otros tipos de sensores a cada canal LV. Éstos incluyen:

  • DSI-ACC para acelerómetros y micrófonos IEPE
  • DSI-CHG para acelerómetros de carga
  • DSI-RTD para sensores de temperatura RTD
  • DSI-TH para termopares (J, K, T, etc.)
  • DSI-LVDT para sensores de distancia / desplazamiento LVDT

Cuando cualquier modelo DSI está conectado a un canal LV, el software de adquisición de datos Dewesoft X lo detecta automáticamente (usando el estándar de sensor TEDS) y configura ese canal para él, estableciendo el tipo de entrada, ganancia, rango y escala para que sean apropiados. El usuario puede realizar más ajustes y guardarlos en la base de datos de sensores a bordo.

El piso de ruido, el rechazo de modo común, la ganancia y las desviaciones de compensación de ambos amplificadores en un ancho de banda más bajo son comparables a la línea de instrumentos DualCoreADC SIRIUS estándar.

Estos amplificadores son perfectos para mediciones de movilidad eléctrica, donde la precisión más alta, como el análisis de potencia, es una necesidad absoluta.

Analizador de potencia con analizador FFT incorporado

Los analizadores de redes convencionales utilizan la detección de punto cero para determinar el tiempo periódico. Esto significa que evalúan cuándo el voltaje o la corriente cruza ese eje xy usan ese valor para calcular el tiempo periódico.

Dewesoft, por otro lado, utiliza un algoritmo especial FFT (Transformada rápida de Fourier) para determinar el tiempo periódico (frecuencia).

Basado en este período de tiempo predeterminado, se puede realizar un análisis FFT de voltaje y corriente para un número definible de períodos (típicamente 10, si la frecuencia base del sistema es 50 Hz), y a una frecuencia de muestreo seleccionable. El análisis FFT produce una amplitud para el voltaje, la corriente y el cos phi para cada armónico.

The Dewesoft power module has a built-in FFT analyzer in addition to the other display typesEl módulo de potencia Dewesoft tiene un analizador FFT incorporado además de los otros tipos de pantallas visuales

Analizadores de potenica multifase

En el módulo de potencia Dewesoft X, hay varias configuraciones de sistema predefinidas disponibles para elegir. Los más comunes son:

  • Corriente continua,
  • Monofásico
  • 2 fases: se utiliza, p. Ej. con tipos especiales de motores
  • Estrella trifásica
  • Delta trifásico
  • La configuración Aron y V es básicamente configuraciones de estrella y delta, pero mide solo dos corrientes en lugar de tres. Esto se hace normalmente como una medida de ahorro de espacio o reducción de costes.

Se pueden realizar configuraciones especiales como la medición de motores de 6, 7, 9 o 12 fases con múltiples sistemas monofásicos o trifásicos y sumar los valores de potencia en la biblioteca de matemáticas. Esto significa que la potencia se puede medir en múltiples puntos completamente sincrónicos.

En la biblioteca matemática, los módulos de potencia se pueden refinar aún más, por ejemplo, la eficiencia se puede calcular automáticamente. Esto también es muy útil cuando se miden motores multifásicos (de 6 a 12 fases).

The Dewesoft power module can be configured for 1, 2 and 3-phase systems. These can be combined to create 6, 7. 9 or even 12-phase systemsEl módulo de potencia Dewesoft se puede configurar para sistemas de 1, 2 y 3 fases. Estos se pueden combinar para crear sistemas de 6, 7, 9 o incluso 12 fases

Los ingenieros pueden simplemente seleccionar uno o más de los sistemas que están midiendo de esta lista:

  • Monofásico
  • 2 fases
  • Estrella trifásica
  • Delta trifásico
  • Aron trifásico
  • Trifásico V
  • Trifásico 2 metros

Además, se encuentra disponible una amplia gama de otras opciones, incluida la frecuencia de línea, las unidades de salida, la fuente de frecuencia (el canal que se evaluará para determinar la frecuencia exacta), la fase y más.

Debido al diseño modular de los dispositivos de medición Dewesoft, el usuario nunca se limita a medir únicamente valores de potencia. Los sistemas DAQ de Dewesoft se pueden conectar a prácticamente todos los sensores del mundo, lo que significa que el ingeniero también puede medir temperatura, fuerza, vibración, sonido, GPS, video, velocidad, RPM, torque, etc.

Dewesoft power analyzer schematic

El esquema de cableado del analizador de potencia Dewesoft para probar inversores y motores eléctricos

Los ingenieros que realizan pruebas en vehículos eléctricos o híbridos también pueden querer medir la velocidad del automóvil, la temperatura de la batería, los datos del bus CAN, la posición del GPS e incluso trazar su ubicación exacta en una pista de prueba.

En lugar de utilizar dos, tres o incluso más instrumentos de medición diferentes, Dewesoft ofrece todas las mediciones para que se registren simultáneamente en un solo instrumento. Esto trae varias ventajas clave:

  • No es necesario combinar los datos manualmente después de la medición.
  • Los datos están completamente sincronizados en una sola muestra.
  • Todos los datos se pueden ver en una pantalla y escribir en un archivo de datos.
  • La configuración y el uso de un solo software y sistema DAQ ahorra mucho tiempo de preparación de la prueba.

Dewesoft Power Analyzer explicado en vivo en la Battery Show Expo

La base de datos de sensores mejora la precisión de la medición de corriente y voltaje

Cabe señalar que cada amplificador, transductor de corriente y voltaje tiene algún tipo de inexactitud o falta de linealidad. Sin embargo, con los analizadores de potenica Dewesoft, estos errores se pueden medir con anticipación e ingresar en una base de datos de sensores XML. El software Dewesoft X aplica factores de corrección en tiempo real, lo que da como resultado lecturas y resultados más precisos.

Dewesoft X analog sensor databaseLa base de datos de sensores analógicos Dewesoft

La base de datos de sensores incorporada también elimina los errores causados ​​por errores de entrada de datos manual. Seleccionar un transductor de la lista en lugar de ingresar los parámetros manualmente no solo ahorra tiempo, sino que evita errores tipográficos que pueden conducir a selecciones incorrectas de escala o ganancia.

Dentro de la base de datos del sensor, la escala se puede configurar utilizando fórmulas y = mx + b, tablas de búsqueda, polinomios e incluso curvas de transferencia. Esto solo debe hacerse una vez para la mayoría de los sensores. Los ingenieros pueden agregar, editar y eliminar sensores y actualizar su información de calibración en cualquier momento, incluidas las fechas de vencimiento de CAL, etc.

Las unidades de la base de datos de sensores se basan y se derivan de las siete "constantes definitorias" de la unidad SI internacional:

  • Longitud - metro (m)
  • Tiempo - segundo (s)
  • Cantidad de sustancia - mol (mol)
  • Corriente eléctrica - amperios (A)
  • Temperatura - kelvin (K)
  • Intensidad luminosa - candela (cd)
  • Masa - kilogramo (kg)

Entonces, si bien son métricas en su núcleo, como m / s2, por ejemplo, el usuario es libre de seleccionar G o g, en este caso. Por lo tanto, las unidades de ingeniería de salida pueden ser cómodas para todos los usuarios en todo el mundo.

El software Dewesoft también incluye bases de datos de sensores para sensores de contador / codificador / RPM.

Medición de corriente con Dewesoft

La medición de corriente generalmente se divide en dos grupos principales:

  • Directo
  • Indirecto

Directo” - es cuando el conductor debe estar desconectado y un sensor está conectado en serie con el circuito. Este método funciona sin circuitos adicionales.

El dispositivo de medición de corriente continua más común es una resistencia de derivación, que luego se conecta en serie con el circuito. Una resistencia de derivación tiene una resistencia muy baja que ha sido determinada con mucha precisión por el fabricante. Una resistencia de derivación funciona según el principio de que cuando la corriente fluye a través de esta resistencia, habrá una caída de voltaje muy pequeña que podemos medir y convertir en corriente usando la ley de ohmios.

Typical shunt current measurement hook-up

Conexión típica de medición de corriente en derivación

Podemos medir esta caída y aplicar la ley de Ohm para calcular la corriente.

Graphical representation of Ohm’s Law

Representación gráfica de la ley de Ohm

Además, la precisión de la resistencia es un factor importante, ya que esto afecta directamente la precisión de la medición en sí.

Dewesoft DSIi-10A current shunt adapterDerivación de corriente Dewesoft DSIi-10A

Dewesoft ofrece varias derivaciones de corriente de tamaño compacto, cada una diseñada con una resistencia de carga diferente en el interior, diseñada para medir diferentes rangos de corriente. Estas derivaciones han sido diseñadas para tener el menor efecto posible en el circuito mismo.

Los adaptadores DSI se pueden conectar a prácticamente todos los dispositivos de adquisición de datos Dewesoft. Las entradas analógicas aisladas de los amplificadores Dewesoft son un factor crucial para garantizar mediciones precisas, ya que la derivación está conectada directamente al circuito que se está midiendo y el aislamiento entre el circuito y el sistema de medición siempre es importante. Las entradas aisladas significan que puede colocar su derivación en el lado bajo o alto del circuito y no preocuparse por un bucle de tierra o errores de medición de modo común.

Considerando nuevamente la ley de Ohm y la naturaleza entrelazada del voltaje, la corriente y la resistencia, está absolutamente claro que un sistema DAQ debe poder realizar una medición de voltaje y resistencia muy precisa para poder realizar una medición de corriente precisa.

Indirecto” - es cuando el sensor de corriente no hace contacto con el circuito directamente. En cambio, mide el campo magnético que se induce cuando la corriente fluye a través de un conductor y luego lo convierte en una lectura de corriente (las cargas eléctricas producen campos eléctricos).

La ventaja de la medición de corriente indirecta es el aislamiento galvánico del sensor del conductor y el hecho de que el circuito en sí no tiene que ser perturbado o desconectado. También permite medir corrientes muy elevadas.

Dewesoft es compatible con casi todos los transductores actuales disponibles en el mercado. Algunos de los transductores de corriente se pueden alimentar directamente desde el dispositivo de medición y algunos transductores de corriente requieren una fuente de alimentación externa, ya que el dispositivo de medición no puede suministrar la cantidad de energía de excitación que necesitan.

Dewesoft tiene una solución para esto: el SIRIUS PWR-MCTS2 es una unidad de fuente de alimentación para alimentar estos transductores de corriente directamente desde los instrumentos Dewesoft sin ningún dispositivo de fuente de alimentación externo de terceros. El SIRIUS PWR-MCTS2 se ofrece en un chasis modular SIRIUS o SIRIUS XHS compatible o directamente en un chasis de rack basado en SIRIUS como el sistema de adquisición de datos R2DB, R3, R4 o R8.

SIRIUS R8 con múltiples secciones de medición, incluido SIRIUS-PWR-MCTS2 compatible con rack, así como un chasis modular SIRIUS-PWR- MCTS2 y un SIRIUS 4xHV 4XLV

SIRIUS XHS-PWR para pruebas de vehículos eléctricos e híbridos

Otra innovación es el SIRIUS XHS-PWR, una nueva versión del clásico sistema SIRIUS DAQ dedicado a probar vehículos híbridos y eléctricos. Cuenta con una tecnología de transductor de corriente DC-CT patentada que permite mediciones de corriente muy precisas, incluso en las aplicaciones más exigentes, como picos de corriente muy altos y pruebas de corriente de fuga.

Another innovation is the SIRIUS XHS-PWR, a new version of the classic SIRIUS DAQ system dedicated to testing hybrid and electric vehicles. It features a patented DC-CT current transducer technology that allows very precise current measurements, even in the most demanding applications, such as very high current peaks as well as leakage current testing.

The SIRIUS XHS-PWR with integrated DC-CT current transducerEl SIRIUS XHS-PWR con transductor de corriente DC-CT integrado

Este nuevo instrumento es perfecto para mediciones de movilidad eléctrica, donde la máxima precisión, como el análisis de potencia, es una necesidad absoluta. El transductor de corriente utiliza tecnología DC-CT® patentada basada en el sensor de flujo Platiše. Ofrece rangos de 100 A, 500 A y 1000 A, empaquetados en un chasis muy pequeño, ancho de banda de 1 MHz, inmunidad a campos magnéticos externos, bajas compensaciones y excelente linealidad.

Typical in-vehicle power test, showing additional inputs like CAN bus, video camera, and real-time GPS position superimposed over a mapPrueba de potencia típica en el vehículo, que muestra entradas adicionales como bus CAN, cámara de video y posición GPS en tiempo real superpuestas sobre un mapa

Los amplificadores también pueden medir voltaje pico de 2000 V (CAT II 1000 V) con un ancho de banda de hasta 5 MHz

The SIRIUS XHS-PWR data acquisition system with integrated dc-ct tranducer for electric vehicle testingEl SIRIUS XHS-PWR

Este instrumento tiene dos entradas:

  • 1xHV (alto voltaje) y
  • 1xHA (alta corriente) con transductor de corriente DC-CT.

Estas entradas se conectan directamente a la línea eléctrica del vehículo, para lo último en conveniencia, ancho de banda y precisión de pruebas de movilidad eléctrica. Ofrece un grado de protección IP65 que permite el uso en entornos hostiles y durante conducciones difíciles.

Comparison table of DC-CT current transducer versus other current sensor types:

  Tipo Aislado Abarcar Banda ancha Linealidad Precisión Temperatura deriva Consumo
DC-CT CC/CA Alto Alto Excelente Muy alto Muy bajo Medio
Fluxgate CC/CA Alto Alto Excelente Excelente Bajo Alto
Hall CC/CA Alto Medio Medio Medio Alto Bajo-Med
Shunt CC/CA No Medio Medio Bueno Alto Medio Alto
Rogowsky CA Alto Alto Bueno Medio Bajo Bajo
CT CA Alto Medio Medio Medio Bajo Bajo

Transformadores de corriente compatibles

A continuación se muestra una tabla que ofrece una breve descripción general de los transductores de corriente que están disponibles y qué características poseen estos transductores, así como para qué aplicaciones son más adecuados.

Resumen de los transductores de corriente y sus áreas de aplicación

Overview of current transducers and their application areas

Propiedades Aplicaciones
Tipo CA CC Abarcar Precisión Banda ancha Pros Contras Analizador de potencia Movilidad eléctrica Monitoreo de red
Iron-core current clamps NO 5 kA 0,5 - 4 % 10 kHz Barato Pesado
Inflexible
Ancho de banda bajo
NO NO
Cheap Rogowsky Coil NO 10 kA 1 % 20 kHz Escabroso
Flexible
Lineal
Sin influencia magnética
Resistencia a la sobrecarga
Sin medición de CC
Errores de posición alta
NO NO
Good Rogowsky Coil NO 50 kA 0,3 % Hasta 20 MHz Escabroso
Flexible
Lineal
Sin influencia magnética
Resistencia a la sobrecarga
Sin medición de CC
Errores de posición alta
PARCIALMENTE PARCIALMENTE
Hall-compensated AC/DC current clamp 300 A 1,5 % 100 kHz Medida CA / CC
Alta precisión
Alto ancho de banda
La abrazadera se puede abrir
Rango de medición bajo
Fluxgate AC/DC current clamp 700 A 0,3 % 500 kHz Medida CA / CC
Alta precisión
Alto ancho de banda
La abrazadera se puede abrir
Necesita fuente de alimentación externa
Zero-flux current transducer 2000 A 0,002 % Hasta 300 kHz Medida CA/ CC
Alta precisión
Alto ancho de banda
Error de fase baja
Desplazamiento bajo
No puede ser abierto
Necesita fuente de alimentación externa

Dewesoft diseña y produce equipos de medición y adquisición de datos de renombre mundial para una amplia gama de industrias y aplicaciones. Un enfoque desde principios de la década de 2000 ha sido el análisis de potencia y el análisis de calidad de la potencia.

Poco sabíamos en ese entonces que los automóviles se volverían eléctricos a un ritmo tan rápido como lo son hoy. Y esa es solo una aplicación en la que los analizadores de redes portátiles de alto rendimiento y los instrumentos de medición de analizadores de calidad de la potenica son esenciales.

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