N4L - 20 lat pierwszeństwa w metrologii mocy
  1. Strona główna
  2. Produkty
  3. Analizatory mocy

Analizatory mocy

Modyfikacje analizatorów mocy PPA

Połączyliśmy nasze doświadczenie i wiedzę w zakresie projektowania wysokoczęstotliwościowych przyrządów pomiarowych z innowacyjnymi osiągnięciami w dziedzinie projektowania analogowych i cyfrowych urządzeń, żeby opracować nową generację precyzyjnych analizatorów mocy elektrycznej. Ciągła analiza sygnału w trybie czasu rzeczywistego razem z wysoką częstotliwością próbkowania w szerokim pasmie częstotliwości nośnych, pozwala na wykorzystanie analizatorów serii PPA do szerokopasmowego i ciągłego pomiaru parametrów mocy sygnałow dowolnego ksztaltu.

Tabela porównawcza parametrów wszystkich serii analizatorów mocy

PPA500
PPA1500
PPA3500
PPA4500
PPA5500
Dokładność podstawowa
V, A mierzona wartość0.05%0.05%0.04%0.03%0.01%
Moc, mierzona wartość0.1% 0.1% 0.06% 0.04% 0.03%

Analizatory mocy N4L opracowane są z wykorzystaniem najnowszych technologii przetwarzania sygnałow. Zapewniają szybkie, dokładne oraz powtarzalne wyniki pomiarów w najbardziej odpowiedzialnych i ważnych zakresach zastosowań. Czy Państwo potrzebują przeprowadzenie analizy sprawności napędu o zmiennej prędkości, czy analizę strat w transformatorze mocy, analizatory mocy N4L stanowią najbardziej stosowne rozwiązanie. Precyzyjne analizatory mocy N4L łączą lata doświadczeń i opracowań wysokoczęstotliwościowych przyrządów pomiarowych, innowacyjne rozwiązania i technologii w zakresie przetwarzania analogowych i cyfrowych sygnałów. Wszystkie analizatory mocy N4L zapewniają ciągłą analizę sygnału oraz wysoką częstotliwość próbkowania niezależnie od wartości częstotliwości podstawowej sygnału, co pozwala na przeprowadzenie analizy w szerokim pasmie dowolnych przebiegów wejściowych. Wszystkie analizatory mocy N4L posiadają świadectwo wzorcowania UKAS ISO17025, wydane przez własne laboratorium firmy N4L, akredytowane UKAS (numer laboratorium №7949).

Czym jest analizator mocy elektrycznej?

Analizator mocy to jest przyrząd pomiarowy, który pozwala na precyzyjny pomiar zużycia czy generacji (w watach) mocy przez badane urządzenie, obwód czy podsystem. Nowoczesne analizatory mocy też zapewniają pomiar współczynnika mocy, parametrów harmonicznych, szczytowych, średnich i wielu innych parametrów i wartości sygnału.

Analizator mocy wykonuje próbkowanie przebiegu napięcia i prądu, wchodzącego czy wychodzącego ze strony badanego urządzenia (DUT). Okres próbkowania zwykle wynosi od 0.5us do 1us w zależności od modelu analizatora. Po procesie próbkowania uzyskane dane są przetwarzane przez oddzielny cyfrowy procesor sygnałów o wysokiej wydajności (który może być zrealizowany przy pomocy nowoczesnych układów FPGA), obliczone są rozmaite parametry pochodne.

Podstawowa różnica pomiędzy oscyloskopem/systemem rejesracji danych a prawdziwym analizatorem mocy polega na tym, że analizatory mocy o wysokiej wydajności (jak PPA) są zdolne do rejestracji, przechowania, przetwarzania i usunięcia próbek sygnału “w locie / on-the-fly”. To znaczy że proces analizy sygnału wykonywany jest bez przerw czy odstępów, ponieważ bufor pamięci ciągle wyzwala się natychmiast po przetwarzaniu próbek przez procesor sygnałów. Takie podejście jest wyjątkowe, ale absolutnie konieczne dla pomiaru mocy z wysoką dokładnością.

Obwód przetwarzania sygnału

Analizatory mocy N4L są zdolne do przesyłania pełnego zestawu pierwotnych danych próbek sygnału przez obwód izolowania galwanicznego. Typowe analizatory mocy nie przesyłają pierwotne wysokoprędkościowe dane próbek w ten sposób, ponieważ obwód izolowania galwanicznego stanowi “wąske gardło” i wszystkie obliczenia są przeprowadzone do faktycznej przesyłki danych na centralny procesor analizatora.

Zasadniczą zaletą przesyłania pełnego zestawu danych przez obwód izolowania galwanicznego jest możliwość wykonania równoległych międzyfazowych obliczeń dla wszystkich faz za pomocą FGPA i procesoru centralnego. Z tego wynika wyjątkowa dokładność pomiaru fazy, osiągnięta przez wykorzystanie DFT algorytmu stosowanego do całego zestawu pierwotnych próbek sygnału. Znamionowa dokładność pomiaru fazy analizatora PPA5500-TE wynosi 0.003°. Oddzielny procesor zapewnia wykrycie częstotliwości sygnału i ciągle śledzi częstotliwość sygnału wejściowego. Równoległa filtracja sygnału wejściowego również jest zapewniona, taka możliwość jest bardzo pożyteczna przy analizie skomplikowanych przebiegów sygnałow przetwornic częstotliwościowych PWM. W powszechnym przypadku równoległa filtracja nie oddziaływa na pierwotne dane próbek sygnału, które są stosowane do obliczeń parametrów podstawowych, lecz stosuje się do niektórych danych do wykrycia/wydzielenia częstotliwości sygnału.

Opatentowana przez N4L struktura analizatorów mocy zapewnia maksymalną dokładność pomiarów

Czym wyróżniają się analizatory mocy N4L od produktów konkurencyjnych?

W obecnej chwili na rynku istnieje mnóstwo analizatorów mocy, oferujących różne poziomy dokładności pomiarowych, jednak gdy chodzi o przyrządach precyzyjnych, wybór zmniejsza się do kilku. Przy tym każdy producent oczywiście twierdzi o zaletach swego produktu według tych czy innych przyczyn. Firma N4L jako argument powołuje się wyłącznie na niezbite fakty i identyfikowalność (traceability) danych pomiaru, zapewniając użytkownikowi dokładne, pełne i pożyteczne wskaźniki, niezbędne do podjęcia ostatecznej decyzji. Nasza firma opracowała różne tryby pomiarowe, czołowe algorytmy do analizy mocy elektrycznej które w istocie są kluczem do osiągnięcia wysokiej dokładności pomiarowej w dynamiczne zmieniających zastosowaniach. Tu warto zaznaczyć że zawsze łatwiej zapewnić wysoką dokładność pomiarów przy stosowaniu przebiegu sinusoidalnego kalibracyjnego w czasie przeprowadzenia wzorcowania analizatora, niż przy pomocy sygnałów rzeczywistych, dynamiczne zmieniających zastosowań, podobnych do sygnałów przetwornic PWM czy stateczników LED. Uzwględniając to twierdzenie, firma N4L razem z Uniwersytetem Oxfordzkim (Wielka Brytania) opracowała akredytowany wg. ISO17025 kalibrator mocy czynnej (w Watach), w podstawie – kalorymetr, wykorzystujący unikatowe właściwości płynu do wymiany ciepła, przeżnaczony do szybkiego wzorcowania urządzenia badanego. Takie badanie pozwoliło firmie N4L uzyskać najdokładniejszy na świecie akredytowany wzorzec do kalibracji mocy w zakresie częstotliwości do 2MHz oraz podkreśliło filozofię firmy N4L jako producenta przyrządów precyzyjnych przeżnaczonych nie tylko do pracy na stanowisku do wzorcowania, lecz i w rzeczywistych zadaniach pomiarowych. Dążenie niektórych producentów do osiągnięcia najlepszych na rynku wartości technicznych, często prowadzi do lekceważenia przez projektantów takich przyrządów pomiarowych bardzo ważnych zagadnień, a mianowicie dokładnych pomiarów właśnie w zadaniach rzeczywistych, w rzeczywistym otoczeniu, w obecności zniekształconych sygnałów w szerokim zakresie częstotliwości.

Podstawowe zalety analizatorów N4L:








Przykłady zastosowań

Analiza napędów silnikowych elektrycznych o zmiennej prędkości (modele PPA3500, PPA4500, PPA5500)

Napędy silnikowe elektryczne stają się czołowym komponentem sterowania silnikami w wielu branżach. Od premysłowej automatyzacji, systemów utylizacji surowców, rozmaitych typów napędów przemysłowych i teraz do rynku pojazdów elektrycznych. Szczególnie napędy o zmiennej prędkości stanowią dosyć skomplikowane zagadnienie pomiarowe. Ale analizatory PPA3500, PPA4500 i PPA5500 pierwotnie były zaprojektowane dla podobnych celów i zastosowań.

Pomiary kluczowe przy pomocy analizatorów serii PPA:






Analiza sprawności sterowników LED (modele PPA500, PPA1500, PPA3500, PPA4500, PPA5500)

Wszystkie analizatory serii PPA zapewniają pomiar parametrów sprawności i jakości mocy sterowników LED oraz innych parametrów:

Przyczyny do wyboru analizatorów dla analizy sprawności sterowników LED:






Analiza mocy w trybie czuwania ‘Standby’ wg. EN50564 i IEC62301 (modele PPA500, PPA1500, PPA3500, PPA4500, PPA5500)

Analizatory mocy serii PPA zapewniają pomiar mocy Standby z wysoką dokładnością, a specjalne oprogramownie pozwala użytkownikowi na proste i poglądowe wykonanie wszystkich etapów pomiaru, zgodnego ze standardami EN50564/IEC62301. Każdy analizator mocy N4L posiada certyfikat wzorcowania wg. UKAS ISO17025, pozwalając na pełną pewność odnośnie do dokładności i identyfikowalności otrzymanych wyników.

Przegląd parametrów pomiarowych mocy Standby:




Analiza harmonicznych i migotań wg. IEC61000 (modele PPA5500, PPA55x1)

Analizator ПРИЗМА-55×1 (pełna zgodność – Full Compliance) i PPA5500 (wstępna zgodność – Precompliance) zapewniają analizę harmonicznych i migotań zgodnie ze standardami IEC61000-3-2/-3-3/-3-11/-3-12. Firma N4L opracowała protokół wzorcowania wg.ISO17025, obejmujący wszystkie rozdziały standardu IEC61000 (harmoniczne i migotania). W szczególności pomiar bardzo ważnego parametru d(t), który jest częścią protokołu wzorcowania N4L IEC61000 ISO17025 (UKAS), stanowi unikatowy przykład w metrologii, ponieważ praktycznie nie spotykany w akredytowanych procedurach wzorcowania.

Dlaczego warto wybrać analizator PPA55x1 do badań na zgodność z IEC61000?






Pomiar strat transformatorów wg. IEC60076 (modele PPA5500-TE)

Analizator N4L PPA5500-TE jest opracowany do badań transformatorów w trakcie prób i w ciągu użytkowania. Analizator zapewnia pomiar z dokładnością 0.02% mierzonej wartości + 0.02% zakresu pomiarowego. Taki poziom dokładności jest wiodącym na rynku wkaźnikiem oraz wzorcem dokłądności w trakcie pomiaru strat transformatorów. Jedną z kluczowych właściwości analizatora PPA5500-TE jest unikatowa konstrukcja wewnętrznego bocznika, zapewniająca dokładność pomiaru kąta fazowego na poziomie 0.003°. Żaden analizator mocy na rynku nie posiada takie parametry, które, w istocie, są najważniejszymi przy pomiarach strat przy małych wartościach współczynnika mocy – na przykład przy pomiarach strat rdzenia transformatora w stanie biegu jalowego (bez obciążenia).

Krótki przegląd analizatora PPA5500-TE:

Analiza strat dławików/indukcyjności (modele PPA4500, PPA5500)

Analizatory PPA4500 i PPA5500 posiadają najwyższą na rynku dokładność pomiaru kąta fazowego i dlatego doskonale nadają się do pomiaru strat dławików/indukcyjności na małych oraz wysokich częstotliwościach. Typowa wartość współczynnika mocy dławika jest bardzo niska, tak więc znaczącym parametrem przy obliczeniu mocy strat (rozproszenia) dławika jest dokładny pomiar kąta fazowego pomiędzy napięciem a prądem.








Projektowanie i badanie falowników do ogniw słonecznych (modele PPA500, PPA1500, PPA3500, PPA4500, PPA5500)

Ustalenie sprawności falowników ogniw słonecznych potrzebuje synchronizacji pomiędzy wyjściowym sygnałem DC ogniwa słonecznego a wyjściowym sygnałem AC falownika. Dane zagadnienie przypuszcza użycie co najmniej dwóch niezależnych kanałów pomiarowych analizatora. Na dobitek jest bardzo ważne żeby analizator otrzymywał zestawy danych od każdego kanału synchronicznie. Takie ujęcie gwarantuje że pierwotne dane dla pomiarów parametrów mocy i następujących obliczeniowych parametrów sprawności, będą przetwarzane w tym samym “oknie pomiarowym”. Aczkolwiek takie podejście nie jest rozpowszechnionym i często analizatory nie przetwarzają dane każdego kanału synchronicznie, co prowadzi do błędnego pomiaru sprawności systemu. Wszystkie analizatory N4L PPA spełniają wymienione wyżej wymagania i co więcej, analizatory zapewniają analizę harmonicznych wyjściowego sygnału falownika na zgodność ze odpowiednimi standardami.

Dlaczego warto wybrać analizatory PPA do badań falowników do ogniw słonecznych?


Tabela porównawcza parametrów całej serii analizatorów mocy

green_polo_icon Standardowo        yellow_polo_icon Opcja        red_polo_icon Niedostępnie

PPA500
PPA1500
PPA3500
PPA4500
PPA5500
Dokładność podstawowa
V, A mierzona wartość0.05%0.05%0.04%0.03%0.01%
Moc, mierzona wartość0.1% 0.1% 0.06% 0.04% 0.03%
Ilość testowanych faz
Boczniki wewnętrzne1~31~31~61~31~3
Tryb master/slave---4~64~6
Zakres częstotliwości
20A & 30A bocznikDC ~ 500kHzDC ~ 1MHzDC ~ 1MHzDC ~ 2MHzDC ~ 2MHz
10A & 30A bocznik---DC ~ 2MHzDC ~ 2MHz
50A bocznik---DC ~ 1MHzDC ~ 1MHz
Wejście napięciowe
Maks. napięcie wejściowe2500Vpk(1000Vrms)2500Vpk(1000Vrms)2500Vpk(1000Vrms)3000Vpk(1000Vrms)3000Vpk(1000Vrms)
Ilość zakresów pomiarowych88889
Bezpośredne wejście prądowe
Boczniki do 10Arms---
Boczniki do 20Arms--
Boczniki do 30Arms
Boczniki do 50Arms---
Ilość zakresów pomiarowych88889
Właściwości
Tryb graficzny-
Port do USB pamięci
Złącze LAN
Złącze GPIB--
Złącze RS232
Zegar czasu rzeczywistego
Montaż w szafie typu Rack 19''
Moment i prędkość obracania--
Tryb IEC61000
(harmoniczne i migotania)		---- Zgodność wstępna

PPA55x1 Zgodność pełna
Trójkąt-Gwiazda/Gwiazda-Trójkąt---
Tryb PWM napędu- (Limitowany)
Oscyloskop-
Tryb transformatora--
Ilość filtrów PWM-2777
Obliczenie Prędkość/Harmoniczne/Sek.300 na sekundę300 na sekundę600 na sekundę600 na sekundę1800 na sekundę
Rejestrator wewnętrzny4 parametry4 parametry32 parametry16 parametry16 parametry
Ilość zapisów rejestratora16000160005M5M10M
Tryb interharmonicznych ADB0100.1.8----
Pamięć wewnętrzna192kb192kb500Mb500Mb1Gb
Ilość analizowanych harmonicznych505050100417
Minimalny rozmiar okna 10ms5ms5ms2ms2ms
Wymiary (WxSxG mm)92 x 215 x 31292 x 215 x 31292 x 404 x 346130 x 400 x 315130 x 400 x 315
Waga3.3 - 4kg3.3 - 4kg5 - 7kg5.4 - 6kg5.4 - 6kg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Inne przyrządy z tej serii