6. časť; Séria N4L: Šiesta a sedemfázová analýza motorových motorov

Vzhľadom na výhodu nižšej spotreby pri štarte, riadenú akceleráciu, nastaviteľné rýchlosti bez mechanických prevodov a vyššiu účinnosť, predstavujú pohony s premenlivou frekvenciou (VFD) alebo frekvenčné meniče rýchlo rastúci podiel aplikácií s elektromotormi.

Analýza elektrických pohonov s viacfázovými meničmi frekvencie

Spolu s mnohými rýchlo rastúcimi technológiami sa používanie frekvenčných meničov už neobmedzuje na priemyselné a špeciálne aplikácie.

Moderné domáce elektrické spotrebiče od bieleho tovaru po výkonné nástroje teraz bežne využívajú technológie VFD.

Podobne ako technológia prepínaných zdrojov zvýšila potrebu vybavenia na analýzu výkonu s dostatočnou presnosťou na overenie ich stále rastúcej účinnosti, rastúca účinnosť frekvenčných meničov, kombinovaná so zložitým, širokým spektrom napätí generovaných týmito zariadeniami, prináša potrebu testovania motorov a meničov, ako aj schopnosť meracích zariadení, ktoré uspokojujú potreby konvenčných aplikácií s indukčnými motormi.

Vykonané merania sa môžu zameriavať na účinnosť motora, účinnosť meniča alebo celej zostavy od zdroja striedavého napätia po výkon na mechanickom výstupe, ale v každom prípade bude potrebné vykonať niekoľko meraní. Na stabilných a ľahko opakovateľných aplikáciách je praktické vykonať sekvenčné merania. Ak však, ako v mnohých prípadoch, nemožno zabezpečiť absolútnu stabilitu alebo ak sa podmienky zaťaženia zmenia na použitie s frekvenčným meničom, súbežné meranie účinnosti elektricko-elektrickej a / alebo elektricko-mechanickej jednotky si vyžaduje prístroje navrhnuté na riešenie zložitosti požadovaného merania v tomto prostredí.

Účinnosť sústavy s analýzou šiestich fáz

Na nasledujúcom diagrame sa meria účinnosť smerovača, striedavého prúdu a motora pomocou šesťfázového meracieho prístroja:

Zapojení analyzátoru výkonu PPA3560 pro šestifázovou analýzu výkonu

Prečo šesťfázový prístroj?

Je zrejmé, že so šiestimi kanálmi merania výkonu a vstupov pre krútiaci moment a otáčky je možné merať celkový trojfázový výkon, výkon na jednosmernej zbernici, trojfázový výkon a mechanický výkon. Čiastočne z tohto dôvodu je 6 kanálov merania výkonu bežnou voľbou pre prístroje na meranie výkonu, zamerané na túto aplikáciu.

Kde je potrebné len merať celkovú spotrebu elektrickej energie a celkový elektrický výkon, t. j. kde nie je potrebné merať výkon jednosmernej zbernice, trojfázový vstup a trojfázový výstup sa môžu konfigurovať na meranie metódou celých 3 wattmetrov. To umožní používateľovi vidieť príspevky výkonu jednotlivých fáz. Keďže však výkon jednotlivých fáz na výstupe striedavého napájení je zvyčajne oveľa zaujímavejší ako každá fáza pomerne jednoduchého zdroja striedavého prúdu, vstup sa zvyčajne meria použitím techniky 2 wattmetrov, ktorá odvodzuje presne rovnaký celkový výkon na trojvodičovom systéme ako metóda 3 wattmetrov, pričom uvoľňuje merací kanál, ktorý sa môže použiť na meranie výkonu jednosmernej zbernice alebo iných zaujímavých veličín, ako:

Tu je užitočné pripomenúť, že na rozdiel od vyhlásení niekedy v súvislosti s technikami merania na trojfázovú, trojvodičovú sústavu, správne použitá technika merania 2 wattmetre dosiahne presne rovnaký celkový výkon, ako by bol odvodený z techniky 3 wattmetre. To platí bez ohľadu na rozsah, fázový uhol alebo harmonickú nevyváženosť meraného trojfázového systému. Takže zatiaľ čo môže byť určite zaujímavé poznať relatívny príspevok výkonu každej fázy, čo môže poskytnúť pripojenie s 3 fázami a 3 wattmetrami, ako bolo uvedené vyššie, výsledkom metódy 2 wattmetrov bude presne rovnaký nameraný celkový výkon.

Môže šesťfázový prístroj poskytovať sedemfázové výsledky?

Áno. Vzhľadom na charakter interakcie medzi všetkými fázami trojfázového, trojvodičového systému, meracieho systému s dostatočným procesným výkonom v reálnom čase môže odvodiť hodnoty napätia tretej fázy, prúdu a výkonu pri zapojení v konfigurácii 2 wattmetrov prepočítaním 2 wattmetrov na 3 wattmetre v reálnom čase.

Na schéme nižšie popíšeme premenu 2 na 3 wattmetre, kde je zobrazená počítaná fáza ako PH7.

Zapojení analyzátoru výkonu PPA3560 pro sedmifázovou analýzu s virtuální sedmou fází

Premena merania 3 fázy 2 wattmetre na 3 fázy 3 wattmetre

Názvoslovie:

Udn(t) = napätie pre fázu n vo vzťahu k fáze 3
Us(t) = napätie na uzle hviezdy vo vzťahu k 3. fazi
Usn(t) = napätie pre fázu n vo vzťahu k  uzlu hviezdy
Zn = impedance zaťaženia pre fázu n
Z = súbežná impedancia Z1@@ Z2 a Z3
In(t) = prúd vo fáze n
Pdn(t) = výkon na fázu n meraný v zapojení 3 fáza 2 wattmetre
Psn(t) = výkon vo fáze n meraný v zapojení 3 fázy 3 wattmetre

Výpočty napätia:

Zvážime napätie uzla hviezdy vo vzťahu k 3. etape pomocou princípu superpozície:

Us(t) = Z ( Ud1(t) / Z1 + Ud2(t) / Z2 )

Pokud Z1 = Z2 = Z3, pak

Us(t) = ( Ud1(t) + Ud2(t) ) / 3

Teraz

Us1(t)            = Ud1(t) – Us(t)
         = Ud1(t) - ( Ud1(t) + Ud2(t) ) / 3
         = ( 2 * Ud1(t) – Ud2(t) ) / 3

Podobne

Us2(t)            = ( 2 * Ud2(t) - Ud1(t) ) / 3
Us3(t)            = 0 – Us(t)
         = - ( Ud1(t) + Ud2(t) ) / 3

Pamätajte, že tieto výpočty vyžadujú len to, aby impedancie zaťaženia boli vo všetkých fázach rovnaké a aby žiadne iné zdroje napätia neovplyvňovali uzol hviezdy.

Výpočet prúdu:

Prúd fázy 1 a 2 sa meria priamo; prúd fázy 3 sa môže vypočítať podľa Kirchoffovho zákona prúdu:

I3(t) = - I1(t) - I2(t)

Predpokladom je, že uzol hviezdy neovplyvňuje žiadne iné zdroje prúdu.

Výpočty výkonu:

Ps1(t) = Us1(t) * I1(t)
         = ( 2 * Ud1(t) – Ud2(t) ) * I1(t) / 3
         = ( 2 * Pd1(t) – Ud2(t) * I1(t) ) / 3

Ps2(t) = Us2(t) * I2(t)
         = ( 2 * Ud2(t) – Ud1(t) ) * I2(t) / 3
         = ( 2 * Pd2(t) – Ud1(t) * I2(t) ) / 3

Ps3(t) = Us3(t) * I3(t)
         = ( - Ud1(t) – Ud2(t) ) * ( - I1(t) – I2(t) ) / 3
         = ( Pd1(t) + Ud1(t) * I2(t) + Ud2(t) * I1(t) + Pd2(t) ) / 3

Na potvrdenie vzorcov výkonu zvážme celkový výkon ((t) vynechaný pre lepšiu čitateľnosť):

Pcelk = Ps1 + Ps2 + Ps3
         = ( 2 * Pd1 – Ud2 * I1 + 2 * Pd2 – Ud1 * I2 + Pd1 + Ud1 * I2 + Ud2 * I1 + Pd2 ) / 3
         = Pd1 + Pd2

Všetky tieto výpočty sú založené na okamžitých hodnotách a vyžadujú len to, aby žiadny iný zdroj nepôsobil na uzol záťaže a aby impedancie všetkých fáz striedavého zdroja boli porovnateľné.

Zobrazovanie obrazoviek z presného analyzátora výkonu PPA3560 v režime merania 7 fáz:

Obrazovky naměřených hodnot analyzátoru výkonu PPA3560 při sedmifázovém měření

Pamätajte, že „Phase 7“ je 3. fáza na trojfázovom vstupe s hodnotami W, Va, pf, V a A vypočítaných pre simulovanú fázu.

Záver

Rastúca zložitosť moderných aplikácií s frekvenčnými meničmi si vyžaduje viackanálové prístroje na meranie výkonu na dosiahnutie zmysluplnej analýzy výkonu.

Moderné prístroje na meranie výkonu s príslušnými vzorkovacími technikami a výkonom procesu môžu poskytovať veľmi presné merania v reálnom čase pre 6 alebo 7-fázové úlohy merania výkonu.

Ak máte nejaké otázky alebo potrebujete radu. Neváhajte nás kontaktovať formulárom uvedenom nižšie.

Ďalšia časť / Všetky časti 

Otázka na ďalšie podrobnosti

Položky označené hviezdičkou (*) sú povinné.

Vyplnením formulára a potvrdením linku v emaile, ktorý dostanete na vyššie vami uvedenú emailovú adresu, dávate tiež súhlas so spracovaním vami uvedených údajov a ich použitím spoločnosťou Blue Panther, s.r.o. za účelom budovanie obchodného vzťahu s vami. Uvedené údaje sú zabezpečené, nebudú zverejnené ani odovzdávané tretím stranám. S osobnými údajmi bude nakladané plne v súlade s ustanovením zákona č. 101/2000 Zb. O ochrane osobných údajov a v súlade s Nariadením Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2016/679 (GDPR).

Radi by sme zostali s cami v kontakte a zasielali vám pozvánky na semináre, odborné školenia, newslettry, ktoré vás informujú o aktuálnom dianí v odbore, prinášajú informácie o produktoch, špeciálnych ponukách alebo ponúkajú konkrétne rady a postupy. Registráciou nám dávate súhlas so zasielaním tejto marketingovej komunikácie. Váš súhlas so spracovaním vašich údajov alebo zasielaním marketingovej komunikácie môžete kedykoľvek odvolať zaslaním vašej požiadavky na email info@blue-panther.cz. Tiež máte právo na rovnakom emailu organizovať o výmaz vašich údajov.

Viac informácií o spracovaní vašich údajov nájdete na www.blue-panther.sk/ochrana-osobnych-udajov.

Kontaktujte nás

Bohumil Vítovec
Telefón: +420 604 273 701

Ing. Jaroslav Smetana
Telefón: +420 241 762 724

Analyzátor výkonu a kvality siete 1 ~ 6 fáz N4L PPA3500

Analyzátor výkonu 1 ~ 6 fáz N4L PPA3500

Analyzátor kvality výkonu N4L PPA4500

Vysoko presný analyzátor kvality elektrického výkonu. Je predurčený k meranie strát transformátora, účinnosti PWM meničov, kľudové spotreby podľa IEC62301 / EN50564 a k mnohým ďalším náročným aplikáciám.

Analyzátor kvality výkonu N4L PPA5500

Analyzátor kvality elektrického výkonu poskytujúce najvyššiu presnosť a rýchlosť. Rozširuje rozsah analýzy výkonu pre tých, ktorí žiadajú špičkový prístroj pre analýzu výkonu.

Analyzátor kvality výkonu N4L radu PPA1500

Analyzátor kvality siete rady PPA1500 je vysoko výkonný kompaktný analyzátor kvality elektrickej energie, ktorý ponúka zaujímavý pomer cena výkon.

Analyzátor kvality výkonu radu N4L PPA500

Analyzátor kvality siete rady PPA500 spája presnosť radu analyzátorov kvality s potrebou vysokého výkonu analýzy kvality energie za nízku cenu. Je ideálnym riešením pre aplikácie vyžadujúce presné merania vo výrobnom a skúšobnom prostredí. Nízka cena analyzátora energie PPA500 predstavuje veľkú príležitosť pre systémových integrátorov, hľadajúci presnú a spoľahlivú analýzu.

Analyzátor kvality výkonu N4L PPA5500-TE Edícia Transformer

Najpresnejší analyzátor výkonu transformátora na svete.

Programovateľné zdroje napätia N4L radu N4A

Zdroje striedavého napätia 3 - 67kVA (DC + 0,01Hz až 1kHz) 1 alebo 3 fázové s minimálnym nežiadúcim skreslením, avšak s užívateľsky konfigurovateľným harmonickým generátorom pre syntézu aj replikáciu priebehov.