モーター・インバータの電力・効率測定

概要

EVやロボットなどに使われるモーター・インバータにおいては、高精度な消費電力および効率の評価が求められています。評価時には、定常時のみならず、加速・減速時の過渡的な瞬時電力や電圧・電流波形の観測も重要です。

また、モーターのトルクや回転数、その他のセンサー信号、制御データの同時計測も、広い動作領域内の検証のために求められています。

課題

ソリューション

電圧・電流を直接入力できる電力計/パワーアナライザ WTシリーズは、広帯域（電力1MHz）・高確度（電力基本確度±0.03%）・最大７入力のWT5000 プレシジョンパワーアナライザをはじめ、「高精度な電力測定」と「時間軸の分解能を上げた波形測定」との両立を実現したPX8000 プレシジョンパワースコープをラインアップしており、より高精度な電力・効率測定をご提供します。

 

nアプリケーション事例

最大４モーターの評価機能搭載（WT5000）

EV開発においては、複数のモーターを同時に評価する必要があります。特に四輪駆動車の場合、4モーターの同時評価が求められています。

WT5000では、/MTR1と/MTR2オプションを搭載することで、1台で4モーターの同時評価が可能です。また、これらオプションは、2つのモーターのA、BおよびZ 相信号の入力による回転速度、回転方向、電気角の測定にも使用可能です。

最高2 MS/sの波形データストリーミング、高精度電力値と波形の同期測定（WT5000）

通常の電力パラメータ測定と同期して、電力演算の元になる同区間の電圧/電流波形データやトルク/回転速度の波形データを、最高2 MS/sで、デッドタイムなく連続でPCに取り込むことができます（/DSオプション）。

数値と波形の両者方を同時に解析することにより、波形上のノイズや制御状態の変化が、波形の変化を通じて電力値や各パラメータにどのように影響するかなど、より詳細な解析が可能になります。

また、回転数、トルクを組み合わせて試験する効率マップ作成において、効率データはもちろん、電力値の演算結果に同期した波形データを保存できます。さらに、評価レポートに求められることもある電圧/電流波形の元データを常にバックアップできます。

波形データのPCストリーミング（最高 2MS/s）

電圧、電流、トルク、回転速度の基本特性試験

V-I特性、S-T特性、I-T特性試験

プレシジョンパワースコープPX8000に搭載されている「X-Y表示機能」と「MATH演算機能」を活用することで、回転速度とトルクデータを周期ごとの時系列データに変換し、V-I特性（電圧電流の位相特性）、S-T特性（回転速度–トルク）、I-T特性（電流–トルク）などのモーターの特性評価ができます。波形観測器による波形確認の必要がないため、短時間に効率的に評価を進めることができます。

波形表示とV-I特性、S-T特性の評価例
直接測定している電圧・電流波形の表示で、
リアルタイムにX-Y表示ができます。

モーター・インバータの過渡電力測定

プレシジョンパワースコープPX8000は、100MS/s、20MHz帯域、かつ12ビットの分解能により、高速のインバータ波形を的確にとらえて、瞬時に変化する過渡的な電力演算ができます。

また、電圧/電流の電気信号とともにトルクおよび回転速度も入力でき、インバータ/駆動モーターのインバータ効率、モーター効率、総合効率の評価ができます。

カーソル指定区間の電力演算例

IEC/JIS規格試験

プレシジョンパワーアナライザWT5000（/G7オプション付）およびIEC高調波/フリッカ測定向け統合計測ソフトウェアプラットフォームIS8011/IS8012をお使いいただくことで、特別な知識がなくてもIEC/JIS高調波/フリッカ規格適合判定、試験レポート出力までの作業を行うことができます。

高調波規格対応試験

WT5000（/G7オプション付）の測定データをIEC高調波/フリッカ測定が可能なIS8011/IS8012を用いてPCに取り込み、IECおよびJISに準拠した高調波試験ができます。電流センサーを使用すれば16A/相を超える機器の試験（IEC61000-3-12）に対応します。

電圧変動/フリッカ規格対応試験

IEC61000-3-3規格に準拠した電圧変動およびフリッカ測定が可能です。WT5000本体（/G7オプション付）単体での測定も可能ですが、IS8011/IS8012を使えば判定経過のdcやdmax、Pinst（瞬時フリッカ感）のトレンド表示、CPFグラフ表示、報告書の作成ができます。

プレシジョンパワーアナライザ WT5000とスコープコーダDL950、および統合計測ソフトウェアプラットフォームIS8000を組み合わせることで、国家基準に基づき校正された高信頼の電力測定値と、高速・高精度な電圧・電流、モータートルク波形を同時に記録・表示することができます。正確かつ効率的に、モーター・インバータを評価できます。

電力計ほどの高精度電力測定ではなく、おおまかに把握できれば良い場合、オシロスコープ、スコープコーダの電力演算機能がご利用いただけます。

DLM5000 /G03 電源解析オプション

最大4組の電圧、電流波形に対して有効電力/皮相電力/無効電力/力率などの電力パラメータを自動測定できます。

DL950 /G05 電力演算オプション

実効値、有効電力、積算電力、高調波など最大126種類の電力パラメータを演算し、測定する電圧、電流信号と、演算した電力パラメータの周期毎のトレンド波形を、同時にリアルタイム表示します。

電力パラメータのトレンド波形でトリガをかけることも可能です。