牛顿N4L功率分析仪应用示例变速电机驱动分析 [PPA3500，PPA4500，PPA5500]

发布时间: 2022-11-27 浏览次数： 次

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功率分析仪是一种精密测试仪器，用于测量设备、电路或子系统的功耗或产生（以瓦特为单位）。现代功率分析仪还能够确定信号的功率因数、谐波失真、峰值、平均值和更多参数。

功率分析仪对进入或退出被测器件（DUT）的电压和电流波形进行采样，此采样过程通常每0.5us至1us发生一次，具体取决于所使用的分析仪型号，其他制造商的一些较低规格型号的采样可能低至100ks / s。采样后，数据由专用的高速数字信号处理器（也可以在现代FPGA上实现）处理，并计算各种派生参数。

示波器/数据采集卡与真功率分析仪的一个重要区别是，高端功率分析仪（如N4L PPA）能够“动态”记录、存储、处理和删除样本。这意味着采样过程中永远不会有间隙，因为在处理样本后会不断清空内存缓冲区。这并不常见，但对于精确的功率测量是绝对必要的。

N4L 功率分析仪能够以全分辨率跨隔离栅传输原始采样点。传统的功率分析仪不会传输这种“高速”数据，因为隔离级是一个瓶颈，因此其他分析仪在数据传输到主CPU卡之前执行计算。

跨越隔离栅传输原始数据样本的好处意味着FPGA和DSP可以跨相位执行相位间并行信号处理。结果是通过对原始数据样本执行实时DFT来实现出色的相位精度。PPA5500-TE的标称相位精度为 0.003º。专用频率检测DSP连续跟踪输入频率，并能够并行滤波输入信号。如果要分析PWM型波形，这是有益的，在所有情况下，并行滤波过程都不会影响用于计算测量参数的原始数据，它仅对用于频率检测的数据应用滤波器。

我们专有的功率分析仪技术为您提供极高的精度

市场上有许多功率分析仪选项提供不同程度的精度，但在计量学的高端，您可以将选择范围缩小到少数制造商。每个制造商都会声称他们的解决方案是最好的，出于某种原因，在N4L，我们参考确凿的事实和可追溯的数据，为我们的客户提供清晰，简洁和有用的指标来做出决定。我们还开发了各种应用模式和复杂的功率测量算法，这是在动态变化的环境中实现准确测量的关键。值得注意的是，在校准环境中使用正弦参考波形实现精确测量比在失真、动态变化的电机驱动器或LED功率测量应用中要容易得多。考虑到这一点，N4L与牛津大学（英国）一起开发了基于量热原理的2MHzISO17025认证瓦特校准器，利用独特的液体传热介质实现测试设备的快速校准。这项研究为我们提供了世界领先的瓦特参考，频率高达2MHz，并突出了我们设计的理念，即设计的产品在实际应用中的性能与在校准台上的表现一样好。行业对标题规格的痴迷往往导致仪器设计人员忽略了真正重要的事情 - 在存在扭曲波形和宽带功率的现实环境中进行精确测量。

选择N4L的主要原因：

• 市场上最佳的高频性能 – 对包含高失真/开关频率的器件进行精确功率测量的关键

• 市场上最佳的相位精度 – 可追溯到ISO17025

• 市场上最佳的CMRR（共模抑制）–对于浮动差分测量非常重要，例如在高共模电位下测量电流时

• 唯一提供高达 2MHz 的功率校准的功率分析仪制造商，通过ISO17025 认证

• 在英国设计和制造，符合ISO9001：2015质量标准

• 出色的低功耗待机测量，符合 IEC62301 标准

• 符合 IEC61000-3-2、IEC61000-3-3、IEC61000-3-11和 IEC61000-3-12

• 频率同步范围为 10mHz 至 2MHz （PPA5500）

变速电机驱动器已成为许多行业电机控制的首选技术。从工业自动化，公用事业废物运输，大规模牵引驱动器到现在的电动汽车市场。特别是，变速变频驱动器在精确功率测量方面对功率分析仪提出了巨大的挑战，PPA3500、PPA4500 和 PPA5500在设计时就考虑到了这一点。

N4A PPA 提供的关键测量：

• 交流输入至直流母线功率效率

• 直流母线至逆变器输出功率效率

• 使用扭矩和速度输入的电气到机械效率

• 电流波形失真分析

• 同时测量电气参数的宽带和基本

• 连接到大电流外部传感器，如 LEM 零磁通传感器。

• 完成信号链的ISO17025体系校准，包括;PPA、接口盒和外部电流传感器

• 用于专用频率跟踪DSP的复杂并行频率滤波，在加速/减速期间提供快速频率跟踪

所有 N4L PPA 系列功率分析仪都能够测量 LED 驱动器的效率和电能质量，PPA 范围可以分析以下参数;

• 交流输入到直流输出功率效率

• 直流输入至直流输出功率效率

• 独立的直流成分和交流纹波电压分析

• 浪涌分析

• PPA3500 – 同时进行功率和积分器/示波器分析

• 极低的信号灵敏度

• 快速测量更新，低至 2ms

• 高采样率，确保宽测量带宽

为什么选择 N4L 功率分析仪进行 LED 驱动器分析？

• 所有仪器均通过ISO17025认证

• N4L 提供同类产品中最快的更新速率

• 无论更新速率如何，始终保持最大采样率

• PPA 能够分离直流成分和交流纹波

• 无缝分析确保分析所有数据

• 即使在低信号电平下也能实现极其稳定的测量

N4L PPA 系列功率分析仪为待机功耗分析提供了高度准确的解决方案，定制设计的软件使用户能够轻松进行快速、简单、合规的测量。每台 N4L 功率分析仪均获得 UKASISO17025认证，为用户提供最终的信心，确保测量正确且可追溯。

待机功率测量概述

• ISO17025可追溯测量

• 符合 EN50564 + IEC62301 标准

• 交流电源也可从 N4L 获得

• 来自定制设计的软件包的启动、停止 + 报告功能 – 每台仪器免费提供

• 软件还可以在测试期间分析交流电源的合规性

• 循环、非循环、可变功率和有限持续时间模式均满足

• 分线盒可用于简单、安全的连接

PPA55x1（完全兼容）和PPA5530（预兼容）提供符合最新标准的IEC61000-3-3、IEC61000-3-2、IEC61000-3-11和IEC61000-3-12合规性测试。N4L 开发了全面的ISO17025校准协议，可根据要求提供，以涵盖 IEC61000 谐波和闪烁的所有方面。特别是，作为 N4L 的 IEC61000ISO17025（UKAS） 校准协议的一部分执行的 d（t） 测试是业界独有的，因为在认可的校准程序内找到 d（t） 测试的覆盖范围极为罕见。

• 业内最全面的ISO17025认证校准

• 您直接与闪烁计/谐波分析仪的制造商打交道，而不是与系统集成商打交道

• 高精度

• 还提供交流电源和阻抗网络

• 交流电源可通过 PPA 在现场进行校准 – 无需运送交流电源进行校准

• PPA 在 IEC61000 测试期间验证交流电源的合规性

• PPA 还可在许多应用中用作通用/开发功率分析仪

• PPA 内部可接受高达 50Arms 的电流，外部电流传感器可满足更高的电流

N4L PPA5500-TE 专为变压器测试和开发行业开发，具有 0.02% 读数 + 0.02% 范围误差，PPA5500-TE 是变压器测试领域的市场领导者和参考。使PPA5500-TE具有如此性能优势的关键设计特征之一是其当前的分流设计，这种专有设计使PPA5500-TE能够实现0.003度的相位精度。市场上没有其他功率分析仪在这一领域表现如此出色，这是在低功率因数下测量的关键性能参数 - 例如在负载磁芯损耗分析期间。

PPA5500-TE 概述;

• 符合 IEC60076-1 标准

• 0.003度相位精度

• PF = 0.01 时的瓦特精度为 0.55%

• 所有精度均通过ISO17025认证

• 3 年保修

• 高度稳定的测量

• 与外部电压/电流传感器的接口

• 谐波分析

• 与ADI40温度/直流传感器接口兼容

PPA4500 和 PPA5500 具有市场领先的相位精度，因此非常适合在低频和高频下进行电感（扼流圈）损耗分析。电感损耗分析期间的典型功率因数非常低，因为为了计算电感或扼流圈的正确瓦特耗散，对精确测量电压和电流之间的相移提出了很高的要求。

为什么选择PPA进行电感损耗分析？

• 市场领先的低功耗因数性能

• 能够在高 VA 范围内测量极低的瓦特值

• 带宽高达 2MHz （PPA5500)

• 出色的动态范围

• 高共模抑制比（150dB），对于在高频噪声之上进行浮动电流测量至关重要

• 高达 50Arms 的内部电流测量范围

太阳能逆变器系统的评估需要仪器与直流波形（太阳能电池的输出）以及交流波形（逆变器的输出）同步。这意味着分析仪至少需要两个独立的频率测量通道，所有PPA都能够进行此类测量。除此之外，功率分析仪从每个通道同步采集数据也至关重要。这确保了功率测量和后续效率测量是使用在同一时间窗口内发生的数据进行的，功率分析仪通常不会从每个通道同步采集数据，从而导致效率测量不正确。所有N4L功率分析仪也可用于逆变器输出波形的谐波分析，以验证是否符合相关标准。

为什么选择N4L分析仪进行太阳能逆变器分析？

• 用于太阳能电池功率测量的出色直流精度

• AC+DC 耦合，可分别评估 DC 和 AC 含量

• 谐波分析，确保逆变器输出失真合规性

• 同步测量每个输入通道，确保时间对齐的功率和效率测量

• 瞬态分析的快速采集选项

• 连续 2Ms/s（PPA5500） 高采样率，不受窗口大小和更新速率的影响

• ISO17025认证测量标准

标准

选项

不可用

校准和保修