Sistema DAQ y de medición de electrónica de potencia
PE-DAQ
Aplicaciones
✓ Análisis trifásico de calidad de energía y armónicos
✓ Supervisión del hardware de la electrónica de potencia
✓ Condiciones de fallo Análisis de comportamiento
✓ Análisis de respuesta transitoria
✓ Supervisión de la estabilidad del sistema de control
Características
✓ 3 canales de tensión y 3 de corriente con aislamiento galvánico
Osciloscopio, analizador de potencia y registrador basados en software
✓ Rango de medición de hasta ±1000V y ±100A
Ancho de banda analógico de tensión de 100 kHz y corriente de 200 kHz
Muestreo simultáneo a 125 ksps, resolución de 16 bits
Salidas BNC a osciloscopio, dSPACE y Opal-RT
Salida 3V/5V seleccionable para FPGA y DSP
El sistema completo de medición de electrónica de potencia
PE-DAQ es un sistema de medida y adquisición de datos de electrónica de potencia que consta de un módulo sensor de tensión y corriente aislado galvánicamente (USM-3IV) con 3 canales cada uno para medidas de tensión y corriente y un DAQ USB (intelliSENS DAQ) para adquirir los datos medidos y analizarlos en un PC mediante el software de aplicación intelliSENS. Características como el aislamiento galvánico, la alta inmunidad al ruido y la conectividad universal proporcionan seguridad, precisión y flexibilidad, mientras que las características habilitadas por software como el osciloscopio emulado de 16 bits, el análisis de calidad de potencia trifásica, el análisis de armónicos, el registro y la compartición de datos lo convierten en una solución de medida todo en uno para cualquier laboratorio de electrónica de potencia.
Alternativa de bajo coste a:
Sondas de tensión y corriente
El sistema PE-DAQ permite la medida aislada de 3 canales de tensión y 3 de corriente con conectividad simultánea a osciloscopios externos, sustituyendo a 6 sondas convencionales de tensión y corriente.
Osciloscopio
El software PE-DAQ intelliSENS incluye osciloscopio con una amplia gama de medidas, funciones matemáticas y FFT, consiguiendo una mayor precisión con una resolución de 16 bits en comparación con los osciloscopios.
Analizador de potencia
Las funcionalidades del analizador de potencia están soportadas por el software intelliSENS, incluyendo el factor de potencia (PF), la distorsión armónica total (THD) y otras medidas de potencia para sistemas monofásicos y trifásicos.
Grabadora
La funcionalidad del grabador puede lograrse mediante el software intelliSENS. Además, los archivos grabados conservan capacidades de análisis completas para permitir análisis posteriores por parte de colegas y colaboradores.
Conectividad simultánea a osciloscopio y controladores
Dado que el USM-3IV está equipado con múltiples conectores de salida unipolares y bipolares, el sistema PE-DAQ puede conectarse simultáneamente a controladores y equipos para realimentación y monitorización como osciloscopios y simuladores en tiempo real, manteniendo así la flexibilidad de uso junto con las funciones de análisis avanzadas que permite el software de aplicación. Están disponibles las siguientes opciones de conexión:
Opciones de conexión simultánea
Equipamiento | Salida | Conector |
---|---|---|
Osciloscopios | Bipolar ±10V | BNC |
Simuladores en tiempo real (dSPACE, Typhoon HIL, Opal-RT, etc.) | Bipolar ±10V | BNC |
Controladores DSP, FPGA, microcontroladores | Unipolar 3V/5V | IDC (16 patillas) |
Portátil/PC (USB a través de intelliSENS DAQ) | Bipolar ±10V | IDC (16 patillas) |
Análisis de espectros con osciloscopio y transformada rápida de Fourier (FFT)
IntelliSENS incluye todas las funciones de un osciloscopio, incluida una amplia gama de mediciones. Además, se pueden añadir ecuaciones matemáticas avanzadas a la forma de onda para proporcionar más versatilidad. Además, el disparo ajustable y el control de fluidos hacen que el uso del osciloscopio IntelliSENS sea mucho más sencillo que el de los osciloscopios tradicionales.
El software intelliSENS también puede realizar análisis FFT de las señales de entrada, una característica sólo disponible en osciloscopios y analizadores de espectro de gama alta. De este modo, resulta accesible para estudiantes e investigadores que trabajan con bajo presupuesto. Además, un rango dinámico de 96 dB, muy superior a los 48 dB habituales en los osciloscopios de almacenamiento digital (DSO) tradicionales con FFT, proporciona una representación robusta y precisa de los diferentes armónicos en el dominio de la frecuencia.
Análisis avanzado de armónicos y calidad de la energía
Los diseñadores de electrónica de potencia deben cumplir normas para parámetros como el factor de potencia (FP) y la distorsión armónica total (THD) al diseñar convertidores e inversores de electrónica de potencia. Estas medidas sólo pueden realizarse con analizadores de potencia, que son muy caros. El software intelliSENS puede realizar todas estas medidas y mostrarlas en un formato similar al de los analizadores de potencia, poniendo el análisis de calidad de potencia y armónicos al alcance tanto de estudiantes como de investigadores.
Registro de datos experimentales sin renunciar a una completa capacidad de análisis
La principal ventaja del software intelliSENS es la posibilidad de grabar datos experimentales y compartir esas grabaciones interactivas con compañeros y colegas lejanos, lo que mejora extraordinariamente el trabajo en equipo. Además, no hay límite de tiempo para grabar los datos en tiempo real y el software de la aplicación es totalmente gratuito. En consecuencia, se introduce una nueva forma de medir y compartir datos entre estudiantes e investigadores en el campo de la electrónica de potencia.
Los archivos de datos grabados conservan toda la capacidad de análisis. En otras palabras, cuando se visualiza un archivo guardado, se puede volver a extraer cualquier información del análisis en tiempo real y realizar nuevos análisis sobre los mismos datos que no se hayan realizado antes. Esto permite la colaboración entre miembros de equipos de distintos países e instituciones.
Comparación
* Nota 1: Se supone que el modelo de registrador es el Yokogawa DL850E Scopecorder con 16 canales analógicos de alta velocidad de 16 bits. El número de canales se divide a partes iguales entre medidas de tensión y corriente.
** Nota 2: El Registrador en comparación puede grabar simultáneamente 16 Canales a 100 ksps y 8 Canales a 200 ksps.
*** Nota 3: La resolución del osciloscopio difiere según el modelo y el rendimiento del osciloscopio, la precisión de las mediciones depende directamente de la resolución del osciloscopio utilizado.
Aplicaciones y limitaciones
Aunque las especificaciones del sistema PE-DAQ son menos convincentes que las de algunos de los equipos enumerados en la tabla comparativa, la diferencia de precio lo hace increíblemente rentable y accesible, ya que permite realizar la mayoría de los experimentos en un laboratorio de electrónica de potencia, como se menciona en la tabla de aplicaciones. Sin embargo, debido a su comparativamente bajo ancho de banda de frecuencia, ciertas aplicaciones como, comprobar la salida PWM de un inversor o verificar el tiempo de subida y bajada de un interruptor semiconductor no son posibles. Para estas mediciones, se requieren sondas de gran ancho de banda junto con osciloscopios de gran ancho de banda.
Aplicación | PE-DAQ | Equipamiento de serie |
---|---|---|
Control de la corriente del motor trifásico | ✔ | ✔ |
Medir la eficiencia de la conversión | ✔ | ✔ |
Calidad de la energía y análisis de armónicos | ✔ | ✔ |
Comprobar el tiempo de subida/bajada de la fuente de alimentación | ✔ | ✔ |
Respuesta transitoria de salida | ✔ | ✔ |
Comprobar PWM de salida del inversor | ✘ | ✔ |
Tiempo de subida/bajada de los interruptores IGBT/SiC | ✘ | ✔ |
Ejemplos de aplicación
Analizar el comportamiento en condiciones de fallo, la respuesta transitoria de la carga y la estabilidad del sistema de control.
Los investigadores en electrónica de potencia tienen que monitorizar y analizar eventos, como el comportamiento en condiciones de fallo, la respuesta transitoria de la carga y la estabilidad del sistema de control. Estos eventos son difíciles de monitorizar con osciloscopios, mientras que los registradores son inaccesibles debido a su alto coste. El DAQ intelliSENS proporciona una solución de bajo coste para investigadores e ingenieros de I+D para monitorizar, analizar y registrar estos eventos para futuras referencias.
Sincronización con sondas diferenciales de tensión y corriente de terceros mediante intelliSENS Bridge
La interfaz intelliSENS Bridge conecta sondas de tensión y corriente diferencial de terceros al software intelliSENS, que pueden visualizarse junto con las medidas obtenidas del DAQ intelliSENS, ofreciendo al usuario flexibilidad para utilizar las sondas disponibles y acceder a las potentes funciones del software intelliSENS.
Especificaciones
Parámetro | Tensión | Actual |
---|---|---|
Número de canales | 3 | 3 |
Gama | ±100/±1000 V | ±100 A |
Ancho de banda analógico | DC-100 kHz | CC-200 kHz |
Precisión analógica | 1 % | 1 % |
Desplazamiento analógico | 50 mV | 25 mV |
Tiempo de subida analógico | 3,5 μs | 1,75 μs |
Frecuencia de muestreo | 125 ksps, muestreo simultáneo | |
Resolución | 16 bits | |
Conectividad | USB 2.0 HS (compatible con USB 1.1) | |
Sistema operativo | Windows 7, 8, 8.1, 10 | |
Soporte de software | Software intelliSENS gratuito |
* Nota 1: Todos los valores nominales se indican a una temperatura ambiente de 25°C, salvo que se especifique lo contrario.