I den här artikeln kommer vi att undersöka vad kraftanalys är och de verktyg som används för att utföra den. I den här artikeln kommer du att:

  • Se vad som egentligen är elektrisk kraft

  • Lär dig varför vi behöver effektanalys och hur den beräknas

  • Förstå hur effektanalys utförs och vad en effektanalysator är.

Är du redo att komma igång? Nu går vi!

Vad är effektanalys?

Effekt är arbetshastigheten, dvs. mängden energi som förbrukas per tidsenhet. Effekten i ett elektriskt system är multiplicering av spänningen med strömmen, integrerad över och sedan uppdelad genom periodisk tid. Den periodiska tiden (lika med frekvensen) måste vara känd för att beräkna ett elsystems effekt. "Effektanalys" är helt enkelt metoden med vilken effekt testas och studeras, vanligtvis med en effektanalysator.

Vad är en Effektanalysator?

En effektanalysator är ett instrument som mäter och kvantifierar strömningshastigheten i elektriska system. Effektflödet uttrycks i Joule / sekund (J / s) eller kilowattimmar (kW / h). Elektrisk effekt är frekvensen per tidsenhet som elektrisk energi överförs i ett elsystem mellan två punkter.

 

SIRIUS XHS Power AnalyzerSIRIUS XHS Power Analyzer med 4x högspännings- och 3x lågspänningsförstärkare för strömgivaranslutning

Vad är elkraft?

Du kan titta på en elektrisk krets, men du kan inte se om spänningen är närvarande eller om en ström flyter. Du får inte räcka ut din hand för att få reda på det, för det här är extremt farligt och möjligen till och med dödligt. Därför måste vi använda rätt instrument för att mäta el.

Du kan titta på en elektrisk krets, men du kan inte se om spänningen är aktiv eller om en ström flyter. Du får inte räcka ut din hand för att få reda på det, för det här är extremt farligt och möjligen till och med dödligt. Därför måste vi använda rätt instrument för att mäta el.

Elektriskt kretsschema jämfört med en vattenpump

I vår analogi:

  • Spänning är trycket som tvingar vattnet genom röret. Ju högre tryck desto snabbare rinner vattnet. Detta mäts i volt (V).

  • Strömmen är den tillgängliga volymen för vattnet att strömma in. Ju större volym desto mer vatten kan flöda. Detta mäts i ampere (A).

  • Motstånd är volymminskning inuti röret som begränsar vattenflödet. Detta mäts i ohm (R eller Ω).

Om strömmen bara rör sig i en riktning är det väldigt mycket som vatten som rinner genom ett rör eller en slang. Detta är likström (likström) i vår analogi. Men om strömmen rör sig fram och tillbaka är den analog med växelström (växelström).

Växelström är det vi använder för att transportera el över långa sträckor, från kraftverket till våra hem och företag, till exempel.

Likström används för både modern elektronik och batterier.

Kontorsdatorn som du kanske läser det här med till exempel, ansluts till växelström, men den har en typtransformator inuti, känd som en switchad strömförsörjning (SMPS) som omvandlar växelström till likström och omvandlar likspänningen till önskad nivå. Om du använder en bärbar dator är SMPS troligtvis placerad i det externa ”tegel” som ansluter mellan nätuttaget på väggen och likströmssystemet inuti notebook-datorn. Om du läser detta på en telefon eller surfplatta är det också en likströmsenhet som använder en extern SMPS för att ladda sitt interna batteri.

 

Kvantifiera elkraft

I fysik är elkraft hastigheten för att göra arbete. Det motsvarar mängden energi som förbrukas per tidsenhet. Enheten för effekt är Joule per sekund (J/s), även känd som Watt (W).

Vad är elkraft?

Elektrisk effekt är frekvensen per tidsenhet som elektrisk energi överförs i ett elsystem mellan två punkter. Den första lagen om termodynamik säger att energi inte kan skapas eller förstöras. Den kan bara omvandlas från en typ av energi till en annan eller överföras.

 

Eftersom inget idealiskt elektriskt system finns kommer det alltid att finnas några förluster när det sker en överföring av energi. Den vanligaste formen av förlust inom ett elektriskt system är värme. Om en krets är fysiskt varm betyder det att en del av energin som den bär omvandlas till värme och därför inte kan användas för att göra användbart arbete.

Detta minskar effektiviteten i det totala elektriska systemet. Det är inte en tillfällighet att mekaniska system också genererar värme - lägg inte handen på en tänd glödlampa, annars kommer du direkt att uppleva energiomvandlingen till värme. Elektrisk kraft är bara en förlängning av kraftens grundläggande fysik i allmänhet.

Konventionellt elkraft uttrycks i kilowatt (kW).

Hur beräknar vi elkraft?

Mängden effekt i en krets beräknas genom att multiplicera spänningen (V) med strömmen (A) som ger Watt (W) med följande ekvation:

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

Denna grundekvation kan transformeras med hjälp av ohms lag, som säger att strömmen som strömmar genom ett linjärt motstånd är direkt proportionell mot spänningen och omvänt proportionell mot motståndet hos en elektrisk krets vid en konstant temperatur. Ohms lag kan skrivas på flera sätt:

\[V = I \cdot R\]

\[P = V \cdot I\]

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

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

Men ohms lag gäller bara för likström (DC), där flödet av spänning och ström är konstant.

Men med växelström (AC) kommer ohms lag att ge kraften bara ett ögonblick i tiden. Så vi behöver en annan metod för att mäta växelström.

Vi behöver en ekvation som korrekt beskriver elkraft om vi vill analysera dess egenskaper. Lyckligtvis finns det en sådan ekvation:

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

Där:

  • P är effekt i Watt
  • i är ström i Ampere (A)
  • u är spänning i Volt (V)
  • T är den periodiska tiden i sekunder

Låt oss visualisera denna ekvation i ett diagram:

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

Effektberäkningsekvation visualiserad på ett kartesiskt plan som visar spänningen och strömmen och den resulterande effektkurvan efter integration.

Med tanke på kurvaturen för vågformerna i visualiseringen kan vi se att effekten i ett växelsystem inte bara är spänning multiplicerad med ström som i ett likströmssystem. Den definieras av tidsgenomsnittet för den momentana effekten över en cykel. Detta betyder att vi måste känna till frekvensen för att beräkna effekten av ett elsystem.

Förstå effekmätning

I princip finns det tre typer av effekt i växelströmssystem (AC) som ska mätas. Dessa är:

 

  1. Aktiv effekt (P)
  2. Reaktiv effekt (Q)
  3. Skenbar effekt (S)

 

För att illustrera förhållandet mellan dem finns det ett praktiskt verktyg som vi kan använda, känt som effekttriangel, baserat på Pythagoras teorem:

 

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)

Effekttriangeln, som illustrerar förhållandet mellan aktiv, reaktiv och skenbar effekt, inklusive vinkeln phi och effektfaktorn, även känd som cosinus phi (cos phi)

Låt oss titta djupare på dessa termer och vad de egentligen betyder:

Vad är aktiv effekt (P)

Aktiv effekt (P), även känd som "verklig effekt" eller "aktiv effekt", är den användbara effekten som används i växelströmskretsen.

Vad är reaktiv effekt (Q)

Reaktiv effekt (Q) används inte utan transporteras mellan källan såsom ett kraftverk och lasten, den används främst för att transportera den aktiva kraften genom det elektriska systemet.

Vad är skenbar effekt (S)

Skenbar effekt (S) är vektorsumman av aktiv och reaktiv effekt i ett växelströmssystem.

Vad är effektfaktor (PF)

Effektfaktorn (PF) är förhållandet mellan aktiv och reaktiv effekt och kan ta värden mellan 1 och -1.

Effektfaktorn är en indikation på mängden aktiv effekt som finns i överföringsledningen jämfört med den uppenbara effekten som kombinerar både aktiv och reaktiv effekt. Med andra ord är det den mängd med vilken den användbara effekten i överföringsledningen är mindre än den maximala effekten som teoretiskt är möjlig. Minskningar av den teoretiska ideala effektfaktorn orsakas av att spänningen och strömmen är ur fas.

Effektfaktorn betecknas ofta som "cos phi", "cosinus phi" eller "cos 𝜑."

Reaktiv effekt kan vara positiv eller negativ, indikerad med det positiva eller negativa tecknet på vinkeln phi (𝜑). Detta berättar för oss om strömmen leder spänningen eller om den ligger efter spänningen i överföringsledningen.

När det reaktiva effektvärdet är positivt släpar det, vilket indikerar en induktiv belastning som förbrukar reaktiv effekt.

När det reaktiva effektvärdet är negativt leder det, vilket indikerar en kapacitiv belastning som levererar reaktiv effekt.

Rena ohmiska belastningar, som traditionella glödlampor, har en effektfaktor mycket nära 1. Detta innebär att spänning och ström är i fas, så det finns väldigt lite reaktiv effekt i överföringsledningen.

Med positiva effektfaktorer, ju närmare de kommer till noll, desto större är fasskillnaden mellan spänning och ström, och desto mer reaktiv effekt finns i överföringsledningen. Detta liknar den negativa effektfaktorn, bara i motsatt riktning: vid PF = -1 är fasskillnaden mellan spänning och ström 180 °.

 

Kraft kontra energi - Vad är skillnaden?

 

Termerna "elektrisk energi" och "elektrisk kraft" är inte utbytbara eftersom de inte är samma sak. Med vår vattenanalogi från tidigare är det enkelt att illustrera denna skillnad:

Illustrated difference between electric energy and electric power

Kraft betyder kapacitet medan energi representerar leverans över tiden.

Effekt är i huvudsak vattenflödet i slangen, baserat på dess tryck och volym. Elkraft mäts i watt (W), kilowatt (kW) och megawatt (MW).

Energi är den mängd vatten som kommer genom slangen under en tidsperiod. Därför kommer din elräkning att anges i kilowattimmar (kWh).

Varför mäter vi effekt?

Med den världsberömda managementkonsulten Peter Drucker: "Om du inte kan mäta det kan du inte hantera det".

Att mäta spänning och ström är bara det första steget för att analysera ett elektriskt system och kan enkelt göras med vilken effektanalysator eller effektmätare som helst på marknaden.

Men för att hantera något framgångsrikt behöver man så mycket information som möjligt. Det är precis vad en effektanalysator är utformad för att göra. Effektanalysatorer gör det enkelt för användaren att utföra komplexa analyser av alla elektriska system med bara några få operationer.

När el och effekt blir allt viktigare är det viktigt att den kan mätas och hanteras enligt högsta möjliga standard för att säkerställa att leveransen fortsätter och att utrustningen som fungerar med den är pålitlig, säker och effektiv. Från energiproduktion till överföringsfasen som tar den till våra hem och företag, är effektanalysatorer viktiga för att göra noggranna och omfattande mätningar.

 

Att mäta kraft till högsta möjliga precision är viktigt av olika skäl:

  • För att FoU ska öka prestanda för produkter och tjänster

  • För att öka energieffektiviteten

  • Minska kostnad och tidsförbrukning

  • Överensstämmelse med nationella och internationella standarder

  • Säkerställa säkerheten för produkter och operatörer

Vad gör effektanalysatorer?

Effektanalysatorer utför ett brett spektrum av tester och mätningar på elektriska komponenter, kretsar och system. Några av de vanligaste analyserna som görs inkluderar:

Belastningsflödesanalys används för att fastställa komponenterna i ett kraftsystem som inkluderar spänningsstorlek, strömstorlek, systemets fasvinkel phi, aktiv effekt, reaktiv effekt, skenbar effekt och effektfaktorn i en stationär drift.

 

Dessutom, för icke-linjära belastningar, måste distorsionsreaktiv effekt och harmonisk reaktiv effekt mätas och analyseras. I teorin har spänning och ström en perfekt 50 Hz sinusvåg i Europa (och 60 Hz mestadels i Nord- och Sydamerika). Detta är fallet om det bara är rena ohmska linjära belastningar anslutna till nätet (t.ex. glödlampor, elektriska värmare, växelströmselektromotorer etc.).

Effekttriangeln som visades tidigare gäller endast för ohm belastningar, men för närvarande finns det fler och fler icke-linjära belastningar såväl som icke-linjära produktionsenheter anslutna till nätet. Detta har infört en ny dimension i effekttriangeln, nämligen distorsion och harmonisk reaktiv effekt. Dessa fenomen behandlas i den separata artikeln Vad är effektkvalitet [* KOMMER SNART].

 

Låt oss ta en titt på den nya effekttriangeln:

Power triangle illustrates the relationship between active, reactive, and apparent power, including the new dimension of distortion and harmonic reactive power

Den nya effekttriangeln illustrerar förhållandet mellan aktiv, reaktiv och skenbar effekt, inklusive den nya dimensionen av distorsion och harmonisk reaktiv effekt

I exemplet nedan matar linjespänningen in växelström till systemet och omkopplingslikriktaren omvandlar den till den likström som lysdioden kräver. Ta en titt på det schematiska diagrammet för mät setupen:

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

Schematisk bild av en LED-testning av effektmätning med både växelström och likspänning och strömvågformer uppmätta med effektmodulen från Dewesoft

För närvarande finns det fler och fler icke-linjära belastningar ( likriktare, växelriktare, persondatorer etc.) anslutna till nätet, liksom icke-linjära produktionsenheter (vind-, sol- och andra former av energiproduktion). Därför är vågformerna för spänning och ström förvrängda och inte ideala sinusformade vågformer. Därför är harmonisk analys nödvändig för att bestämma effekterna som dessa olinjära belastningar har på strömmen och spänningen i ett elektriskt system.

Kortslutningsanalys görs för att ge information om alla möjliga driftsscenarier för det elektriska systemet och för att fastställa kapaciteten hos enskilda komponenter i systemet för att störa eller motstå storleken på strömmen i kretsen.

Koordinationsanalys används för att stödja utvecklingen av överströmsskydd. Den tar hänsyn till skyddsanordningens egenskaper, inklusive dess storlek och inställningar, för att fastställa det perfekta arbetsområdet.

Dewesoft effektsnslysator

Dewesofts effektanalysatorer är inte bara de minsta effektanalysatorerna i världen utan de är också de mest kraftfulla. Den flexibla maskinvaruplattformen i kombination med kraftfulla programvarufunktioner ger unika testmöjligheter för alla typer av elektriska mätningar. Dewesofts effektanalysator kan beräkna mer än 100 effektparametrar, såsom P, Q, S, PF, cos phi och många andra.

 

Det erbjuder också flera funktioner i andra instrument:

  • Inspelningsfunktioner för rådata

  • Oscilloskop

  • FFT analys

  • Övertoner
  • etc.

Alla dessa beräkningar kan göras online i realtid, efterbehandling eller båda.

Dewesoft power analyzer functionalities

Dewesoft Power-analysatorn kombinerar flera instrument och funktioner i en enda enhet - effektanalysator, FFT-analysator, RAW-datainspelare, oscilloskop, övertonsanalysator, temperaturregistrering, vibrationsregistrering och många fler.

Dewesoft R8 effektanalysatorer kan utrustas med upp till 64 analoga ingångar med hög hastighet (upp till 1 MS / s @ 16-bitars och 5 MHz bandbredd per kanal) för spännings- och strömmätning i en enda box.

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 analysis

Dewesoft R8DB effektanalysator kan konfigureras med 64 kanaler, valbara för att passa mätapplikationen för en allt-i-ett-mätsystem

Ingångarna är helt isolerade både på sensorsidan (kanal till marken) såväl som kanal-till-kanal, och till och med isolerad sensorgivning. Verklig galvanisk isolering betyder mindre ljud, undvikande av markslinga och överlägsen signalkvalitet.

Högspänningsingångar mäts direkt med 1600 V DC / CAT II 1000 V / CAT III 600 V skydd. Ström kan mätas med höga noggrannhetsströmsensorer, som nollflödesströmgivare, växelström / likströmsklämmor, Rogowsky-spolar och shuntar.

 

Dewesoft current tranducersDewesoft erbjuder ett brett utbud av strömgivare och strömsensorer för alla strömmätningsområden och noggrannhet

Och även om det huvudsakligen är en effektanalysator, kan den också mäta olika ytterligare signaltyper, inklusive accelerometrar, töjningsgivare, kraft- och belastningssensorer, termoelement, RTD, räknare och encoder, GPS, CAN BUS, XCP, FlexRay och till och med video . Alla kanaler synkroniseras med varandra.

Typical 3-phase delta measurement screen from DewesoftX power analysis softwareTypisk trefas deltamätningsdisplay från DewesoftX effektanalysprogramvara

SIRIUS XHS - Nästa generations effektanalysator

SIRIUS XHS-effektanalysator är den senaste versionen av SIRIUS-linjen. Det är ett snabbt datainsamlingssystem som kan spela in var och en av dess åtta analoga ingångar upp till 15 MS/s/ch med upp till 5 MHz bandbredd.

 

The new SIRIUS XHS power analyzerSIRIUS XHS visas med fyra HV-förstärkare och fyra LV-förstärkare

Den har en helt ny HybridADC-teknik som klarar av kortvarig inspelning med hög bandbredd och mycket dynamiskt, aliasfritt datainsamling. Aliasfri filtrering möjliggör mätning av signaler med upp till 160 dB dynamiskt omfång. Hög kanal-till-kanal- och kanal-till-jord-isolering förhindrar skador på systemen från peak spänning och undviker jordslingor.

Den nya HybridADC-tekniken inuti SIRIUS XHS-effektanalysator

I de flesta effektapplikationer är SIRIUS XHS konfigurerad med fyra vardera av högspännings- (HV) och lågspänningsförstärkare:

  • SIRIUS XHS HV: Hög isolerad CAT II 1000V högspännings analog ingång. Denna förstärkare kan mäta intervaller från 20 V till 2000 V peak direkt, med 5 MHz bandbredd och en noggrannhet på 0,03%. Denna förstärkare är idealisk för direktanslutning av högspänningssignaler. Kontakterna på denna förstärkare är alltid isolerade säkerhetsbanankontakter (röd/svart).

  • SIRIUS XHS LV: Hög isolerad lågspännings analog ingång. Denna förstärkare kan mäta intervaller från 0,05 V till 100 V, med en 5 MHz bandbredd, en noggrannhet på 0,03%, och excitation för utvalda sensorer (kräver DSUB9-kontakt för sensor excitation). Denna förstärkare är idealisk för direktanslutning av lågspänningssignaler och strömgivare. Anslutningarna till denna förstärkare finns i DSUB9 eller BNC. Observera att DSUB9-kontakten också erbjuder sensor excitation samt TEDS för smart sensorinställning.

     

När DSUB9-kontakten används accepterar denna förstärkare även DSI-seriens smarta gränssnittsadaptrar, så att andra typer av sensorer kan anslutas till varje LV-kanal. Dessa inkluderar:

  • DSI-ACC för IEPE-accelerometrar och mikrofoner

  • DSI-CHG för accelerometrar av laddningstyp

  • DSI-RTD för RTD-temperatursensorer

  • DSI-TH för termoelement (J, K, T, etc.)

  • DSI-LVDT för LVDT-förskjutnings- / avståndssensorer

När någon DSI-modell är ansluten till en LV-kanal, upptäcker Dewesoft X-datainsamlingsprogramvaran den automatiskt (med TEDS-sensorstandard) och konfigurerar den kanalen för den och ställer in ingångstyp, förstärkning, intervall och skalning som lämplig. Användaren kan göra ytterligare inställningar och spara dem i den inbyggda sensordatabasen.

Brusnivå, "common-mode rejection", förstärkning och skalning av båda förstärkarna vid lägre bandbredd är jämförbara med standardinstrumentet DualCoreADC SIRIUS.

Dessa förstärkare är perfekta för mätningar av e-mobilitet, där högsta precision som effektanalys är en absolut nödvändighet.

Effektanalysator med inbyggd FFT Analysator

Konventionella effektanalysatorer använder nollpunktsdetektering för att bestämma den periodiska tiden. Detta innebär att de utvärderar när spänningen eller strömmen passerar x-axeln och använder det värdet för att beräkna den periodiska tiden.

Dewesoft använder å andra sidan en speciell FFT-algoritm (Fast Fourier Transform) för att bestämma periodisk tid (frekvens).

Baserat på denna förutbestämda tidsperiod kan en FFT-analys av spänning och ström göras under ett definierbart antal perioder (vanligtvis 10, om systemets basfrekvens är 50 Hz) och med en valbar samplingsfrekvens. FFT-analysen ger en amplitud för spänningen, strömmen och cos phi för varje överton.

The Dewesoft power module has a built-in FFT analyzer in addition to the other display typesDewesoft-effektmodulen har en inbyggd FFT-analysator utöver de andra visuella displaytyperna

Flerfas effektanalysatorer

I Dewesoft X-effektmodulen finns det flera fördefinierade systemkonfigurationer att välja mellan. De vanligaste är:

  • Likström, 
  • 1-fas
  • 2-fas - används, t.ex. med specialtyper av motorer 
  • 3-fas stjärn
  • 3-fas delta
  • Aron och V-konfiguration är i grunden stjärn- och delta-konfigurationer men mäter bara två strömmar istället för tre. Detta görs normalt som en platsbesparande eller kostnadsminskande åtgärd.

Speciella konfigurationer som 6-, 7-, 9- eller 12-fas motormätning kan göras med flera enfas- eller 3-fassystem och lägga till effektvärdena i Matte-biblioteket. Detta innebär att effekt kan mätas vid flera punkter helt synkront.

I mattebiblioteket kan effektmodulerna förfinas ytterligare, till exempel kan effektiviteten beräknas automatiskt. Detta är också till stor hjälp vid mätning av flerfasmotorer (6 till 12 faser).

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 systemsDewesoft-effektmodulen kan konfigureras för 1, 2 och 3-fas system. Dessa kan kombineras för att skapa 6, 7. 9 eller till och med 12-fas system

Ingenjörer kan helt enkelt välja ett eller flera av de system som de mäter från listan:

  • 1-fas
  • 2-fas
  • 3-fas stjärna
  • 3-fas delta
  • 3-fas Aron
  • 3-fas V
  • 3-fas 2-meter

Dessutom finns ett stort antal andra val tillgängliga, inklusive linjefrekvens, utgångsenheter, frekvenskälla (kanalen som ska utvärderas för att bestämma den exakta frekvensen), fas och mer.

På grund av den modulära designen av Dewesoft-mätanordningar är användaren aldrig begränsad till att bara mäta effektvärden. Dewesoft DAQ-system kan anslutas till praktiskt taget alla sensorer i världen, vilket innebär att ingenjören också kan mäta temperatur, kraft, vibrationer, ljud, GPS, video, hastighet, varvtal, vridmoment etc.

Dewesoft power analyzer schematic

Kopplingsschemat för Dewesoft kraftanalysator för testning av växelriktare och elmotorer

Ingenjörer som utför tester på el- eller hybridfordon kanske också vill mäta bilens hastighet, batteritemperatur, CAN-busdata, GPS-position och till och med få exakt position på testbana.

Istället för att använda två, tre eller ännu fler olika mätinstrument erbjuder Dewesoft alla mätningar som ska spelas in samtidigt i ett enda instrument. Detta ger flera viktiga fördelar:

  • Inget behov av att slå samman data manuellt efter mätningen.

  • Data synkroniseras fullständigt till ett enda prov.

  • All data kan visas på en skärm och skrivas till en datafil.

  • Att konfigurera och använda endast ett DAQ-system och programvara sparar mycket tid på testförberedelser.

Dewesoft Power Analyzer visades live på Battery Show Expo

 

Sensordatabasen förbättrar noggrannheten för mätning av ström och spänning

Det bör noteras att varje förstärkare, ström och spänningsgivare har någon form av felaktighet eller icke-linjäritet. Men med Dewesoft effektanalysatorer kan dessa fel mätas i förväg och läggas in i en XML-sensordatabas. Dewesoft X-programvaran tillämpar korrigeringsfaktorer i realtid, vilket resulterar i mer exakta avläsningar och resultat.

 

Dewesoft X analog sensor databaseDewesoft analoga sensordatabas

Den inbyggda sensordatabasen eliminerar också fel orsakade av manuella datainmatningsfel. Att välja en givare från listan snarare än att ange parametrarna manuellt sparar inte bara tid utan det förhindrar typografiska fel som kan leda till fel skalning eller få val.

Inuti sensordatabasen kan skalning ställas in med y = mx + b-formler, uppslagstabeller, polynom och till och med överföringskurvor. Detta behöver bara göras en gång för de flesta sensorer. Ingenjörer kan lägga till, redigera och ta bort sensorer och uppdatera kalibreringsinformationen när som helst, inklusive förfallodatum för CAL etc.

 

Sensordatabasens enheter är baserade på och härledda från de sju internationella SI-enheterna "definierande konstanter":

  • Längd - meter (m)
  • Tid - sekunder (s)
  • Amount of substance - mol (mol)
  • Elektrisk ström - ampere (A)
  • Temperatur - kelvin (K)
  • Ljusintensitet - candela (cd)
  • Massa - kilogram (kg)

Så medan de är mätvärden, till exempel m/s2, är användaren fri att välja G eller g, i det här fallet. Därför kan produktionsenheterna vara bekväma för alla användare världen över.

Dewesoft-programvaran innehåller också sensordatabaser för räknare/encoder/RPM-sensorer.

Mäta ström med Dewesoft

Nuvarande mätning är vanligtvis uppdelad i två huvudgrupper:

  • Direkt 
  • Indirekt 

"Direkt" - är när ledaren måste kopplas bort och en sensor är ansluten i serie med kretsen. Denna metod fungerar utan några ytterligare kretsar.

Den vanligaste mätanordningen för likström är ett shuntmotstånd som sedan kopplas i serie med kretsen. Ett shuntmotstånd har ett mycket lågt motstånd vilket har bestämts mycket noggrant av tillverkaren. Ett shuntmotstånd fungerar på principen att när strömmen flyter genom detta motstånd kommer det att finnas ett mycket litet spänningsfall som vi kan mäta och konvertera till ström med hjälp av ohm's law.

 

Typical shunt current measurement hook-up
Typisk anslutning för shuntmätning

Vi kan mäta detta fall och tillämpa Ohms lag för att beräkna strömmen.

 

Graphical representation of Ohm’s Law
Grafisk framställning av Ohms lag

 

Dessutom är motståndets noggrannhet en viktig faktor, eftersom detta direkt påverkar mätnoggrannheten.

Dewesoft DSIi-10A current shunt adapterDewesoft DSIi-10A Strömshunt

Dewesoft erbjuder flera kompakta strömshuntar, alla utformade med olika belastningsmotstånd inuti, avsedda att mäta olika strömområden. Dessa shunts har konstruerats för att ha minst möjlig effekt på själva kretsen.

DSI-adaptrar kan anslutas till praktiskt taget alla Dewesoft-datainsamlingsenheter. De isolerade analoga ingångarna på Dewesoft-förstärkare är en avgörande faktor för att säkerställa noggranna mätningar, eftersom shunten är ansluten direkt till kretsen som mäts, och isolering mellan kretsen och mätsystemet är alltid viktigt. Isolerade ingångar betyder att du kan placera din shunt på kretsens låga eller höga sida och inte oroa dig för en jordslinga eller vanliga mätfel.

Med tanke på Ohms lag igen och spännings-, ström- och motståndets sammankopplade natur är det helt klart att ett DAQ-system måste kunna göra en mycket noggrann spänningsmätning och motståndsmätning för att kunna göra en korrekt strömmätning.

“Indirekt” - är när den nuvarande sensorn inte kommer direkt i kontakt med kretsen. Istället mäter det magnetfältet som induceras när ström flyter genom en ledare och sedan omvandlar det till en strömavläsning (elektriska laddningar producerar elektriska fält).

Fördelen med indirekt strömmätning är galvanisk isolering av sensorn från ledaren och det faktum att själva kretsen inte behöver störas eller kopplas bort. Det gör det också möjligt att mäta mycket höga strömmar.

Dewesoft stöder nästan alla nuvarande givare som finns tillgängliga på marknaden idag. Några av strömgivarna kan drivas direkt från mätanordningen och vissa strömgivare kräver en extern strömförsörjning, eftersom mängden exciteringströmmen de behöver inte kan levereras av mätanordningen.

Dewesoft har en lösning för detta: SIRIUS PWR-MCTS2 är en strömförsörjningsenhet för att driva dessa strömgivare direkt från Dewesoft-instrument utan någon extern extern strömförsörjningsenhet. SIRIUS PWR-MCTS2 erbjuds i ett kompatibelt SIRIUS- eller SIRIUS XHS-modulchassi eller direkt i ett SIRIUS-baserat rackchassi som R2DB, R3, R4 eller R8 datainsamlingssystem.

 

SIRIUS R8 med flera mätmoduler inklusive rackkompatibel SIRIUS-PWR-MCTS2 samt ett modulärt chassi SIRIUS-PWR-MCTS2 och en SIRIUS 4xHV 4XLV

SIRIUS XHS-PWR för testning av hybrid- och elfordon

En annan innovation är SIRIUS XHS-PWR, en ny version av det klassiska SIRIUS DAQ-systemet för testning av hybrid- och elfordon. Den har en patenterad DC-CT-strömgivarteknik som möjliggör mycket exakta strömmätningar, även i de mest krävande applikationerna, såsom mycket höga strömtoppar samt läckströmstestning.

The SIRIUS XHS-PWR with integrated DC-CT current transducerSIRIUS XHS-PWR med integrerad DC-CT-strömgivare

Det här nya instrumentet är perfekt för mätningar av e-mobilitet, där den högsta precisionen, såsom effektanalys, är en absolut nödvändighet. Den nuvarande givaren använder patenterad DC-CT®-teknik baserad på Platiše Flux Sensor. Det erbjuder intervaller på 100A, 500A och 1000A, packade i ett mycket litet chassi, 1 MHz bandbredd, immunitet mot externa magnetfält, låga offsets och utmärkt linjäritet.

 

Typical in-vehicle power test, showing additional inputs like CAN bus, video camera, and real-time GPS position superimposed over a mapTypiskt fordonseffekttest, som visar ytterligare ingångar som CAN-buss, videokamera och GPS-position i realtid med karta

Förstärkarna kan också mäta spänning 2000V peak (CAT II 1000V) med upp till 5 MHz bandbredd

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

Detta instrument har två ingångar:

Dessa ingångar ansluts direkt till fordonets kraftledning för ultimat bekvämlighet för e-mobilitetstestning, bandbredd och noggrannhet. Den erbjuder en IP65-grad av skydd som tillåter användning i tuffa miljöer och under tuffa körningar.

 

Jämförelsetabell för DC-CT-strömgivare jämfört med andra strömgivartyper:

  Type Isolerad Område Bandbredd Linearitet Nogrannhet Temp. drift Konsumption
DC-CT DC/AC Ja Hög High Excellent Väldigt hög Väldigt låg Medium
Fluxgate DC/AC Ja Hög Hög Excellent Excellent Låg Hög
Hall DC/AC Ja Hög Medium Medium Medium Hög Låg-Med
Shunt DC/AC Nej Medium Medium Bra Hög Medium Hög
Rogowsky AC Ja Hög Hög Bra Medium Låg Låg
CT AC Ja Hög Medium Medium Medium Låg Låg

Kompatibla strömtransformatorer

Nedan följer en tabell som ger en kort översikt över de aktuella givare som finns tillgängliga och vilka egenskaper dessa givare har, samt för vilka applikationer de är bäst lämpade.

 

Översikt över nuvarande givare och deras applikationsområden

Overview of current transducers and their application areas

Egenskaper Applikationer
Typ AC DC Område Nogrannhet Bandbredd Fördelar Nackdelar Effektanalysator E-mobility Övervakning

Strömklämmor med järnkärna

Ja Nej 5 kA 0,5 - 4 % 10 kHz Billig Tung
Oflexibel
Lågbandbredd
Nej Nej Ja
Billig Rogowsky Coil Ja Nej 10 kA 1 % 20 kHz

Oländig Flexibel Linjär Inget magnetiskt inflytande Tål överbelastning

Ingen DC-mätning Fel i höga positioner

Nej Nej Ja

Bra

Rogowsky Coil

Ja Nej 50 kA 0,3 % Upp till 20 MHz Oländig Flexibel Linjär Inget magnetiskt inflytande Tål överbelastning

Ingen DC-mätning Fel i höga positioner

Delvis Delvis Ja
Hall-kompenserad AC/DC strömtång Ja Ja 300 A 1,5 % 100 kHz

AC/DC-mätning Hög precision Hög bandbredd Klämman kan öppnas

Lågt mätområde Ja Ja Ja
Fluxgate AC/DC strömtång Ja Ja 700 A 0,3 % 500 kHz AC/DC-mätning Hög precision Hög bandbredd Klämman kan öppnas Behöver etxtern power supply Ja Ja Ja
Zero-flux strömtång Ja Ja 2000 A 0,002 % Upp till 300 kHz

AC/DC-mätning Hög precision Hög bandbredd Lågfasfel Låg offset

 

Kan inte öppnas Behöver extern strömförsörjning

Ja Ja Ja
                     

Dewesoft designar och producerar världsberömd mät- och datainsamlingsutrustning för ett brett spektrum av branscher och applikationer. Ett fokus sedan början av 2000-talet har varit effektanalys och effektkvalitetsanalys.

Lite visste vi då att bilar skulle bli elektriska i en så snabb takt som de är idag. Och det är bara en applikation där bärbara högpresterande effektanalysatorer och mätinstrument för effektkvalitetsanalysatorer är viktiga.

Mer Information

Produkter och lösningar

Artiklar och kunskapsbas

Case Studies och Application Notes