WT1800E Präzisions-Leistungsanalysator

Der WT1800E ist ein vielseitiges Instrument, das hochgenaue Leistungsmessungen für Forscher, Entwickler und Ingenieure ermöglicht, die an unterschiedlichen Anwendungen aus den Bereichen Energieeffizienz und Energieeinsparung sowie erneuerbare Energie arbeiten. Ob für die Fertigung von energieeffizienten Geräten und Anwendungen, für hybrid/elektrische Fahrzeuge oder Technologien aus dem Bereich der erneuerbaren Energie, der WT1800E ist ein universelles Messgerät für elektrische Leistungsmessungen und die Energieanalyse. Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen gehören:

• Elektrische, hybrid-elektrische und Plugin-hybrid-elektrische Fahrzeuge
• Industrieanlagen, wie Umrichter, Motoren und Pumpen
• Technologien aus dem Bereich erneuerbare Energie, wie Sonnen- und Windenergie
• Büro und Haushaushaltsgeräte, wie Klimaanlagen und Kühlschränke
• Systeme für Datenzentren, wie Server, Router und Switches
• Batterieladegeräte und tragbare Geräte
• Vorschaltgeräte, LEDs & Leuchtstoffröhren
• Stromversorgungssysteme für Flugzeuge

Test von Umrichtern und Motoren

Überblick

Elektrische und hybride Fahrzeuge haben viele elektrische und mechanische Komponenten. Deshalb erfordert eine Evaluierung der Gesamtleistung Wirkungsgrad-Messungen in beiden Bereichen. Mit 6 Eingangskanälen für Leistungsmessungen, flexible Funktionen und eine große Bandbreite ist der WT1800E ideal für Leistungstests zwischen dem Eingang und Ausgang von Umrichtern. Eine optionale Motor-Evaluierungsfunktion ermöglicht die Messung der Rotationsgeschwindigkeit und des Drehmoments.

Stern-Dreieck-Transformationen

Ermittlung der Leiter- und Phasenspannungen aus den Summen und Differenzen der Momentanwerte von Spannung und Strom in jedem Element.

• Die nicht gemessenen Leiterspannungen und Phasenströme werden im Drei-Phasen-Drei-Leiter-System berechnet (Bild 1).
• Stern-Dreieck-Umrechnung: die Leiterspannung wird mittels der Phasenspannung aus den Daten des Drei-Phasen-Vier-Leiter-Systems berechnet.
• Dreieck-Stern-Umrechnung: die Phasenspannung wird mittels der Leiterspannung im Drei-Phasen-Drei-Leiter-System berechnet (3V3A System) (Bild 2).

Vorteile des WT1800E

Große Bandbreite und hohe Abtastrate

Der WT1800E zeichnet sich durch eine hohe 16-Bit-Auflösung und eine Abtastrate von 2 MHz aus, wodurch sich schnelle Signale mit höherer Präzision messen lassen.

Motor-Evaluierung: Elektrischer Winkel/Rotation/Richtung

Messung von Rotationsgeschwindigkeit, Drehmoment und Ausgangsleistung (mechanische Leistung) von Motoren über Analog/Puls-Eingangssignale von Drehzahl- und Drehmoment-Sensoren.

Oberschwingungen und duale Oberschwingungsanalyse

Gleichzeitige Messung von Verzerrungsfaktoren wie THD, Grundfrequenz und Oberschwingungskomponenten. Oberschwingungen bis zur 500. Ordnung können sogar mit einer Datenaktualisierungsrate von 50 ms gemessen werden. Anwender können auch Oberschwingungen von zwei verschiedenen Quellen gleichzeitig messen.

Lade-/Entlade-Messung bei Batterien

Mit den integrierten Messfunktionen kann auch das Laden/Entladen von Batterien untersucht werden. Die momentanen positiven und negativen Werte werden mit einer sehr hohen Abtastrate von 2 MS/s erfasst und integriert.

Netzfilter unterdrückt hochfrequente Komponenten

Bei der Leistungsevaluierung von Umrichter-Signalen können die Messwerte durch Hochfrequenz-Komponenten verfälscht werden. Eine digitale Filterfunktion ermöglicht eine Entfernung unnötiger Hochfrequenz-Komponenten, welche die Signale überlagern. Der Filter kann für jedes Eingangselement unabhängig eingestellt werden. Standardmäßig sind ein analoger Filter für 1 MHz / 300 kHz und ein digitaler Filter, der von 100 Hz bis 100 kHz in Schritten von 100 Hz eingestellt werden kann, verfügbar.

Wirkungsgrad von Systemen aus dem Bereich erneuerbare Energie

Überblick

Die mit Hilfe von Fotovoltaik-Modulen und Windturbinen erzeugte Energie wird durch einen Wechselrichter von Gleich- in Wechselspannung umgewandelt. Durch die Minimierung der Verluste in diesen Wechselrichtern lässt sich der Wirkungsgrad im Gesamtsystem verbessern. Der WT1800E verfügt über bis zu 6 Eingänge für Leistungsmessungen pro Gerät und kann damit Spannung, Strom, Leistung und Frequenz (für AC) vor und nach dem Wechselrichter, sowie den Wirkungsgrad des Wechselrichters und die Ladeeffizienz messen.

Messung der momentanen Spitzenleistung

Bei der Energieerzeugung durch Fotovoltaik-Anlagen verändert eine MPPT-Steuerung die Spannung, um die vom Sonnenkollektor erzeugte Energie zu maximieren. Der WT1800E kann nicht nur Spannung, Strom und Leistung sondern auch die Spitzenwerte für Spannung, Strom und Leistung sowohl für die Plus- (+) als auch Minus-Seite (-) messen.

Vorteile des WT1800E

Mehrere Kanäle und großer Eingangsbereich

Evaluierung des Wirkungsgrads von Wechselrichtern mit 6 Eingangskanälen für eine gleichzeitige Messung der Ein- und Ausgänge von Wandlern, Umrichtern und Akkus. Durch Direkteingänge (Spannungsbereich: 1.5 V bis 1.000 V und Strombereich: 10 mA bis 5 A oder 1 bis 50 A) lassen sich hochgenaue Messungen durchführen, ohne dass ein externer Stromsensor benötigt wird.

Klirrfaktor-Messung

Eine Energierückspeisung kann Spannungsschwankungen und Oberschwingungen verursachen. Mit der Harmonischen-Messungsfunktion lassen sich die Oberschwingungskomponenten messen und somit der Gesamtklirrfaktor (THD) berechnen und anzeigen.

Welligkeitsfaktor und Messung der Leistungsverluste

Eine benutzerdefinierte Funktion ermöglicht die Berechnung von Leistungsverlust sowie der Welligkeitsfaktoren für Gleichspannung und Gleichstrom zwischen dem Eingang und Ausgang. Bis zu 20 arithmetische Ausdrücke können definiert werden. Die Anzeigenamen für die arithmetischen Operationen F1, F2 und so weiter, können frei gewählt werden.

Typische arithmetische Ausdrücke

1. Gleichspannungswelligkeitsfaktor = [(Spannungsspitzenwert (+) – Spannungsspitzenwert (–))/2 × Gleichspannungswert (Mittelwert)] × 100
2. Leistungsverlust = Ausgangsleistung – Eingangsleistung

Energie gekauft/verkauft und geladen/entladen

Dies erlaubt eine Messung, der an das/vom Stromnetz verkauften/gekauften und der in/aus einer Batterie geladenen/entladenen Energie. Der WT1800E ermöglicht eine Integration von Strom (q), Scheinleistung (WS), Blindleistung (WQ) sowie der Wirkleistung der verkauften/gekauften Energie und im Lade-/Entlade-Modus. Außerdem ist über eine benutzerdefinierte Funktion die Berechnung der mittleren Wirkleistung innerhalb der Integrationsperiode möglich.

Wirkungsgrad von Umrichter-Motor in elektrischen Fahrzeugen

Überblick

Der WT1800E unterstützt Leistungsmessungen auf bis zu 6 Eingangskanälen und ist damit ideal geeignet, um den Wirkungsgrad zwischen dem Eingang und Ausgang eines elektrischen Fahrzeugs zu untersuchen. Eine optionale Motor-Evaluierungsfunktion ermöglicht eine gleichzeitige Überwachung von Spannungs-, Strom- und Leistungsänderungen sowie von Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit, der Drehmoments und der mechanischen Leistung.

Lade-/Entlade-Messungen bei Batterien

Mit den integrierten Messfunktionen lassen sich das Aufladen und Entladen einer Batterie untersuchen. Die positiven und negativen Momentanwerte können mit einer hohen Abtastrate von 2 MS/s erfasst und integriert werden. Die Gesamtwerte werden angezeigt.

Vorteile des WT1800E

Große Bandbreite und hohe Abtastrate

Der WT1800E zeichnet sich durch eine hohe Auflösung von 16 Bit und eine Abtastrate von 2 MHz aus und kann dadurch schnelle Signale mit größerer Präzision messen.

Oberschwingungen und duale Oberschwingungsanalyse

Motorprüfungen werden bei verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten durchgeführt. Der WT1800E unterstützt eine untere Grenzfrequenz von 0,1 Hz und kann damit Oberschwingungsmessungen auch bei sehr niedrigen Motordrehzahlen durchführen, ohne dass ein externer Erfassungstakt benötigt wird.

Motor-Evaluierung: Elektrischer Winkel/Rotation/Richtung

Messung von Rotationsgeschwindigkeit, Drehmoment und (mechanischer) Ausgangsleistung von Motoren über das Analog/Puls-Ausgangssignal von Drehzahl- und Drehmoment-Sensoren.

Individuelle Null-Funktion: Offset-Korrektur für jeden Eingang

Ein gängiges Problem beim Test von Umrichter-Motoren sind Umgebungsstörungen, durch die die Messwerte vor Beginn des Tests nicht Null sind. Mit der Null-Funktion des WT1800E kann der Anwender die Offset-Werte für Spannung, Strom und die Motor-Eingangssignale für jedes Element getrennt aktivieren, deaktivieren oder zurücksetzen.

DA-Ausgang und Fernsteuerung

Mit dieser Funktion kann der Anwender die Änderungen von Daten parallel zu anderen Messdaten (Temperatur, usw.) überprüfen und gleichzeitig Spannungs-, Strom-, Leistungs- und Wirkungsgradwerte übertragen. Die DA-Ausgabefunktion erlaubt eine Erzeugung von Analogsignalen auf bis zu 20 Kanälen.

Zwei unterschiedliche Eingangselemente

Grundgenauigkeit bei Leistungsmessungen: ±(0,05 % des Messwerts + 0,05 % des Effektivwert-Messbereichs)*¹
Leistungsbandbreite: DC, 0,1 Hz bis 1 MHz
Niedriger Leistungsfaktor-Fehler: Einfluss des Leistungsfaktors bei cosø = 0

1. 0,07% von S
   S steht für den Messwert der Scheinleistung
   ø steht für den Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom

Temperaturbereich: 23 ±5˚C
Strombereich:

• Direkteingang: 1/2/5/10/20/50 A^*2
  • 10/20/50/100/200/500 mA, 1/2/5 A^*2 (50 A und 5 A Eingangselement kann zusammen installiert werden)
• Externer Eingang: 50/100/200/500 mV, 1/2/5/10 V^*2

Spannungsbereich:1.5/3/6/10/15/30/60/100/150/300/600/1000 V^*2
Effektiver Eingangsbereich: 1% bis 110%
Datenaktualisierungsintervall: 50 ms bis 20 s oder Auto

*¹ bitte beachten Sie hierzu die genauen "Spezifikationen"
*² Spannungs- und Strombereich gelten für den gerätespezifischen Crest-Faktor 3

In einem Gerät können gleichzeitig sowohl 5 A als auch 50 A Eingangselemente gleichzeitig installiert werden. Dadurch kann ein einziger WT1800E für mehrere Anwendungen genutzt werden, wie für die Messung der Standby-Leistung und die Evaluierung von verschiedenen Betriebsarten des Prüfobjekts.