PX8000 Precision Power Scope

Name: PX8000 Precision Power Scope
Brand: Yokogawa
SKU: px8000-precision-power-scope

Konventionelle Leistungsmessinstrumente können keine genauen zeitbasierten Messungen durchführen und Oszilloskope wurden nicht für Leistungsmessungen entwickelt. Der PX8000 ist das weltweit erste Precision Power Scope, das die zeitbasierte Messung von Oszilloskopen in die Welt der Leistungsmesstechnik bringt. Er kann Spannungs- und Stromsignale genau erfassen und ermöglicht damit neue Anwendungen und Lösungen für unterschiedlichste Aufgaben in der Leistungsmessung.

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Messung und Analyse der transienten Leistung

Der PX8000 bietet eine Reihe innovativer Merkmale, welche entscheidende Vorteile bei der Messung und Analyse der transienten Leistung bringen.

Simultane Leistungsberechnung	Der PX8000 ermöglicht eine simultane Spannungs- und Strom-Multiplikation, um in Echtzeit die Leistung zu ermitteln.
Leistungstrendmessungen über mehrere Perioden	Trendmessungen für mehrere Signale können mittels mathematischer Funktionen (bis zu vier Millionen Punkte) berechnet werden.
Messung über eine bestimmte Zeitdauer - NEU	Der PX8000 unterstützt die Erfassung von Leistungsparametern über einen bestimmten Zeitraum durch die Definition eines Start- und Stopp-Cursors.
Messung über eine bestimmte Zeitdauer	Der PX8000 unterstützt die Erfassung von Signalen über einen bestimmten Zeitraum durch die Definition eines Start- und Stopp-Cursors.
X/Y-Darstellung und Phasenanalyse	Unterstützt standardmäßig eine Darstellung in einem X/Y-Koordinatensystem. Es lassen sich zudem Lissajous-Figuren von Ein- und Ausgang für eine Phasenanalyse anzeigen.
Erfassung von einmaligen oder unregelmäßigen Phänomenen	Der PX8000 verfügt über eine immer aktive History-Funktion, die automatisch bis zu 1.000 historische Signale aufzeichnet.
Datenerfassung und Analyse über einen langen Zeitraum	Mit dem PX8000 wird die PC-Anwendung PowerViewerPlus mitgeliefert, mit der sich Signaldaten für eine weitere Analyse erfassen lassen.
FFT-Analyse	Der PX8000 verfügt standardmäßig über Arithmetik-, Zeitverschiebungs-, FFT- und andere Berechnungsfunktionen, um Signale mit Offsets und Skew-Korrekturen anzuzeigen.
Simultane Harmonischen-Messung	Der PX8000 kann simultan die Harmonischen-Komponenten von Spannungs- und Stromsignalen sowie den Klirrfaktor messen.
Multifunktionelle Momentaufnahmen	Bis zu 16 verschiedene Signale, wie Spannung, Strom und Leistung, können nebeneinander angezeigt werden und geben dem Ingenieur einen unmittelbaren Einblick.
Detaillierte Transienten-Analyse	Unterstützt die Messung aller Leistungsparameter zwischen einem genau definierten Start- und Stopp-Cursor.
Trendberechnung	Der PX8000 verfügt über integrierte Funktionen für eine direkte Berechnung von Variablen, wie Effektivwert (RMS) und Mittelwerte, um periodengenaue Trends erkennen zu können.
De-Skew-Kompensation	Eine automatische De-Skew-Funktion korrigiert Offsets zwischen Strom- und Spannungssignalen, die von Sensoren oder Eingangskennlinien verursacht werden.
Einsatz der isoPRO Technologie	Diese bietet eine ausgezeichnete Isolation bei höchsten Geschwindigkeiten. Sie stellt die benötigte Leistungsfähigkeit für die Entwicklung von Wechselrichtern mit hohem Wirkungsgrad zur Verfügung, welche mit hohen Spannungen, Strömen und Frequenzen arbeiten.

Der PX8000 ist ein sehr vielseitiges Instrument, das Forschern, die sich mit Themen von erneuerbarer Energie bis hin zu modernster Robotik befassen, hochgenaue Leistungsmessungen ermöglicht.

Test von Umrichtern und Motoren

Elektro- und Hybrid-Fahrzeuge bestehen aus vielen elektrischen und mechanischen Komponenten. Für die Evaluierung der Gesamtleistung muss der Wirkungsgrad in beiden Bereichen ermittelt werden. Durch seine Flexibilität, Genauigkeit und große Bandbreite ist der PX8000 das ideale Gerät für die Kombination dieser Messwerte, die für eine Optimierung des Wirkungsgrads von Boost-Schaltungen und Wechselrichtern benötigt werden - zwei entscheidende Komponenten für die Leistungsfähigkeit elektrischer Fahrzeuge.

Große Bandbreite	Durch eine 12 Bit Auflösung, 100 MS/s Abtastrate und 20 MHz Bandbreite kann der PX8000 die Impulsform von Wechselrichtern genau messen. Dies ist entscheidend, um den Wirkungsgrad des Wechselrichters optimieren zu können.
Transienten-Messung durch Erfassung jeder einzelnen Periode	Durch die Möglichkeit des PX8000 jede Signalperiode separat analysieren zu können, ist das Gerät ideal für die Messung von transienten Vorgängen.
Harmonischen- und FFT-Analyse	Die Harmonischen- und FFT-Messfunktion des PX8000 kann Grundschwingungen von 20 Hz bis 6,4 kHz erfassen. Dies ist besonders für die Analyse höher Harmonischer-Komponenten und die Ermittlung der Ursachen von Störungen in elektromagnetischen Systemen wichtig.
Offset-Kompensation mit der Null-Funktion	Ein gängiges Problem beim Test von Umrichter-Motoren sind Umgebungsstörungen, durch die die Testwerte schon vor Beginn des Tests ungleich Null sind. Mit der Offset-Funktion des PX8000 können solche Effekte kompensiert werden und Eingänge für den Test und die Analyse isoliert werden.

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Messung der Blindleistungsverluste bei Umrichtern

Mit einer Drosselspule werden Störungen herausgefiltert und der Spannungspegel vor dem Umrichter angehoben. Die Spule besteht aus einem Kern aus elektromagnetischem Material und der Wicklung. Ein Schwerpunkt für die Elektroingenieure besteht darin, die Leistungsverluste des gesamten Umrichtersystems zu reduzieren und die Blindleistung zu ermitteln. Es gibt zwei mögliche Evaluierungsmethoden: direkte Messung der Blindleistung und Messung der Eisenverluste. Das PX8000 unterstützt beide Methoden, da er sowohl Messungen bei hohen Frequenzen als auch bei niedrigem Leistungsfaktor unterstützt.

Messungen bei niedrigem Leistungsfaktor	Durch die hohe Abtastrate und die große Bandbreite ist der PX8000 besonders für den Test von Bauteilen, wie Transformatoren und Drosselspulen, geeignet, die einen niedrigen Leistungsfaktor haben. Es ist besonders wichtig, den genauen Energieverbrauch solcher Bauteile bei hoher Frequenz zu messen.
De-Skew-Funktionalität	Um den Stromverbrauch bei einem Bauteil mit geringem Leistungsfaktor zu analysieren, sind die Zeitunterschiede zwischen Spannung und Strom, die durch die Sensoreingangskennlinien verursacht werden, zu reduzieren Der PX8000 erlaubt eine genaue De-Skew-Einstellung, um diesen Zeitunterschied zu kompensieren.
Messung des Eisenverlusts bei hoher Frequenz	Die Analyse des Eisenverlusts einer Drosselspule wird am Beispiel von Anwender-definierten Funktionen des PX8000 verdeutlicht, die eine unmittelbare Analyse der Systemleistung erlauben. In diesem Beispiel wird der Eisenverlust auf der Grundlage des Stroms durch die Primärwicklung und der Spannung an der Sekundärwicklung berechnet. Die magnetische Flussdichte (B) und das Magnetfeld (H) werden unter Berücksichtigung der Eingangsfrequenz, Querschnittsfläche und anderer Parameter berechnet. Alle Werte können direkt vom PX8000 angezeigt werden.

Wifi

Wirkungsgradmessung an drahtlosen Ladegeräten

Die Entwicklung der drahtlosen Ladetechnologie für Mobiltelefone, wie Smartphones und Tablet-PCs, steht derzeit im Mittelpunkt der Forschung. Automobilhersteller untersuchen ebenfalls die Möglichkeit, um Elektrofahrzeuge drahtlos zu laden. Drahtlose Ladeverfahren nutzen zwei elektromagnetische Spulen, die für spezielle Frequenzprofile konfiguriert sind. Eine effiziente Leistungsübertragung und die Vermeidung von Leistungsverlusten sind besonders wichtig. Der PX8000 ist ideal für die Durchführung von Messungen an solchen Systemen geeignet, da er bei hohen Frequenzen und geringen Leistungsfaktoren arbeiten kann.

Wirkungsgrad-Evaluierung von drahtlosen Ladesystemen	Um den Wirkungsgrad der drahtlosen Übertragung untersuchen zu können, sind mindestens drei Leistungsmessungselemente erforderlich. Der PX8000 kann mit seinen vier Eingangskanälen die Leistung des Gesamtsystems simultan analysieren.
Messung von Bauteilen mit niedrigem Leistungsfaktor	Durch die hohe Abtastrate und die große Bandbreite ist der PX8000 ideal für drahtlose Leistungsübertragungssysteme geeignet. Der PX8000 bietet eine 12 Bit Auflösung, Abtastraten von bis zu 100 MS/s und eine 20 MHz Bandbreite. Damit kann der PX8000 Messungen an Systemen mit einem niedrigen Leistungsfaktor und mit sehr hohen Frequenzen durchführen.
De-Skew-Funktionalität	Weil der PX8000 über eine De-Skew-Funktion verfügt, lassen sich Laufzeitdifferenzen zwischen Spannung und Strom, die durch Eingangskennlinien und Sensoren verursacht werden, kompensieren. Dies erlaubt eine genaue Analyse von Systemen mit niedrigem Leistungsfaktor.

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Energieverteilung

Energieverteilungssysteme müssen eine konstante Spannung und Energieversorgung auch beim Schalten von Lasten oder im Falle eines Kurzschlusses gewährleisten. Schutzeinrichtungen und Schutzschalter für dreiphasige Elektrizitätssysteme müssen deshalb bei Überspannungen und unter Leistung getestet werden. Der PX8000 kann sich ändernde Spannungen und Ströme erfassen, Leistungsparameter berechnen (einschließlich der Spannungs- und Stromwerte), einen Mittelwert über eine bestimmte Zeitdauer ermitteln und alle Werte anzeigen.

Simultane dreiphasige Datenerfassung	Für die Evaluierung dreiphasiger elektrischer Anlagen sind mindestens drei Leistungsmesseingänge erforderlich. Der PX8000 hat nicht nur vier Eingänge, sondern ermöglicht auch die simultane Erfassung und Darstellung von Spannung und Strom über alle drei Phasen.
Analyse einer bestimmten Zeitdauer	Für eine echte Evaluierung der Schutzeinrichtungen müssen Spannung, Strom und Leistung über eine vollständige Periode und über eine halbe Periode nach dem Einschalten nach einem Kurzschluss gemessen werden. Der PX8000 lässt sich für eine solche Aufgabe einfach konfigurieren
Harmonischen- und FFT-Analyse	Der PX8000 unterstützt sowohl eine Harmonischen-Messung als auch FFT für die Frequenzanalyse. Die Harmonischen-Funktion kann eine Grundfrequenz im Bereich von 20 Hz bis 6,4 kHz messen, zudem sind FFT-Berechnungen mit 1 k bis 100 k Punkten auf zwei Kanälen möglich. Solche Messungen sind entscheidend, um Oberwellenströme und die Ursachen von Störungen zu identifizieren

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Einschwingverhalten von Industrierobotern

Bei der Untersuchung von Motor-gesteuerten Robotern wird der Stromverbrauch von allen Motoren und Controllern über alle Arbeitsgeschwindigkeiten und Aktionsmustern gemessen. Die Entwicklungsingenieure müssen Spannung, Strom und Leistung beim Einschalten und bei wiederholten Aktionen messen Der Wirkungsgrad wird durch einen Vergleich der mechanischen Ausgangsleistung mit der Eingangsleistung berechnet. Während realer Einsatzbedingungen kann die Zeit für das Beschleunigen und das Abbremsen der Motoren von einigen Hundert Millisekunden bis hin zu mehreren Sekunden dauern. Wenn ein PWM-gesteuerter Motor aus dem Stand bis zur maximalen Geschwindigkeit hochläuft, ändert sich die Frequenz des Antriebs von Gleichstrom bis auf einige Hundert Hz. Der PX8000 gibt den Entwicklungsingenieuren einen Einblick in den Stromverbrauch und den Wirkungsgrad über den gesamten Betriebsbereich eines Roboters

Analyse einer bestimmten Zeitdauer	Der PX8000 unterstützt die Messung von Signaldaten zwischen einem Start- und Stopp-Cursor. In Kombination mit den anderen Messkanälen und dem langen Speicher sowie den History-Funktionen ist der PX8000 besonders nützlich zur Bewertung des Stromverbrauchs eines Roboters im Betrieb.
Wirkungsgradbeurteilung von Boostern, Umrichtern und Motoren	Ein einzelner PX8000 kann sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangsleistung eines Umrichters und die mechanische Leistung eines Motors messen. Durch die Installation von drei Leistungseinheiten Motoren und einem AUX-Modul kann der PX8000 so konfiguriert werden, dass eine unmittelbare Messung des Wirkungsgrads der Komponenten möglich ist.
Trendanalyse transienter Signale	Durch die Berechnung der Momentanleistung in Echtzeit ist der PX8000 ideal für die Evaluierung und Optimierung von Einschaltvorgängen. Seine Cycle-by-Cycle-Trendanalyse ermöglicht einen umfassenden Einblick in diesen entscheidenden Bereich der Robotertechnik.
Messungen über einen längeren Zeitraum	Um manche Robotervorgänge analysieren zu können, kann eine Periode-Periode-Trendanalyse über einen längeren Zeitraum erforderlich sein. Die PowerViewerPlus Software umfasst diese mathematischen Fähigkeiten und ermöglicht so einen tiefen Einblick anhand der erfassten Daten.

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Spannungsmodul
Strommodul (zwei Varianten)
Sensor- und Spannungsmessmodul

Sensoren können einen Phasenfehler oder Skew (zeitlicher Versatz) zwischen den Strom- und Spannungseingängen verursachen. Das De-Skew-Kit 701936 ermöglicht eine automatische Korrektur dieser Phasenverschiebungen für jedes Leistungsmesselement.

Erfassung langer Phänomene

Der große interne Speicher von bis zu 100 Mio. Punkten ermöglicht Messungen über eine lange Zeitdauer mit hohen und angepassten Abtastraten.

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1	Video Out	Videosignalausgang für eine bessere Darstellung auf einem analogen RGB-Monitor
2	GPIB	General Purpose Interface Bus
3	IRIG	Synchronisierung mehrerer Instrumente über eine externe Zeitquelle (Option)
4	EXT I/O	Der PX8000 kann ein Go/No-Go-Signal auf der Basis bestimmter Bedingungen senden. Ebenso können externe Signale verwendet werden, um Messungen und Analysen zu triggern.
5	SD-Kartensteckplatz	kompatibel zu SD und SDHC
6	USB-PC	Ermöglicht die Steuerung von einem PC aus
7	USB	Für den Anschluss von Peripheriegeräten, wie Speicher, Tastatur und Maus
8	Ethernet	1000Base-T Gigabit-Ethernet als Standard
9	TRIGGER IN	Externer Trigger-Eingang
10	TRIGGER OUT	Externer Trigger-Ausgang
11	EXT CLK IN	Die Abtastung kann durch ein externes Taktsignal synchronisiert werden (bis zu 9,5 MHz)