Système de mesure et d'acquisition de données pour l'électronique de puissance
PE-DAQ
Applications
✓ Analyse de la qualité de l'énergie triphasée et des harmoniques
✓ Surveillance du matériel d'électronique de puissance
✓ Conditions de défaillance Analyse du comportement
✓ Analyse de la réponse transitoire
✓ Surveillance de la stabilité du système de contrôle
Caractéristiques
3 voies de tension et 3 voies de courant avec isolation galvanique
✓ Oscilloscope, analyseur de puissance et enregistreur basés sur un logiciel
Jusqu'à ±1000V et ±100A Plage de mesure
Bande passante analogique 100 kHz en tension et 200 kHz en courant
✓ Échantillonnage simultané à 125 ksps, résolution de 16 bits
✓ Sorties BNC vers Oscilloscope, dSPACE & Opal-RT
Sortie 3V/5V sélectionnable pour FPGA et DSP
Le système complet de mesure de l'électronique de puissance
Le PE-DAQ est un système de mesure et d'acquisition de données en électronique de puissance composé d'un module de capteur de tension et de courant à isolation galvanique (USM-3IV) avec 3 canaux chacun pour les mesures de tension et de courant et d'un DAQ USB (intelliSENS DAQ) pour l'acquisition des données mesurées en vue de leur analyse sur un PC à l'aide du logiciel d'application intelliSENS. Les caractéristiques telles que l'isolation galvanique, l'immunité au bruit et la connectivité universelle assurent la sécurité, la précision et la flexibilité, tandis que les fonctions logicielles telles que l'oscilloscope émulé 16 bits, l'analyse de la qualité de l'énergie triphasée, l'analyse des harmoniques, l'enregistrement et le partage des données en font une solution de mesure tout-en-un pour tout laboratoire d'électronique de puissance.
Alternative peu coûteuse à :
Sondes de tension et de courant
Le système PE-DAQ permet la mesure isolée de 3 canaux de tension et de 3 canaux de courant avec une connectivité simultanée à des oscilloscopes externes, remplaçant ainsi 6 sondes de tension et de courant conventionnelles.
Oscilloscope
Le logiciel PE-DAQ intelliSENS comprend un oscilloscope avec un large éventail de mesures, de fonctions mathématiques et de FFT, ce qui permet d'obtenir une plus grande précision avec une résolution de 16 bits par rapport aux oscilloscopes.
Analyseur de puissance
Les fonctionnalités de l'analyseur de puissance sont prises en charge par le logiciel intelliSENS, notamment le facteur de puissance (PF), la distorsion harmonique totale (THD) et d'autres mesures de puissance pour les systèmes monophasés et triphasés.
Enregistreur
La fonctionnalité de l'enregistreur peut être réalisée à l'aide du logiciel intelliSENS. En outre, les fichiers enregistrés conservent des capacités d'analyse complètes pour permettre à des collègues et à des collaborateurs d'effectuer des analyses plus approfondies.
Connectivité simultanée à l'oscilloscope et aux contrôleurs
L'USM-3IV étant équipé de plusieurs connecteurs de sortie unipolaires et bipolaires, le système PE-DAQ peut se connecter simultanément à des contrôleurs et à des équipements de rétroaction et de surveillance tels que des oscilloscopes et des simulateurs en temps réel, ce qui permet de conserver la souplesse d'utilisation et les fonctions d'analyse avancées rendues possibles par le logiciel d'application. Les options de connexion suivantes sont disponibles :
Options de connexion simultanée
Equipement | Sortie | Connecteur |
---|---|---|
Oscilloscopes | Bipolaire ±10V | BNC |
Simulateurs en temps réel (dSPACE, Typhoon HIL, Opal-RT, etc.) | Bipolaire ±10V | BNC |
Contrôleurs DSP, FPGA, microcontrôleurs | Unipolaire 3V/5V | IDC (16 broches) |
Ordinateur portable/PC (USB via intelliSENS DAQ) | Bipolaire ±10V | IDC (16 broches) |
Oscilloscope et analyse du spectre par transformée de Fourier rapide (FFT)
IntelliSENS est doté de toutes les fonctionnalités d'un oscilloscope, y compris un large éventail de mesures. En outre, des équations mathématiques avancées peuvent être ajoutées à la forme d'onde pour offrir une plus grande polyvalence. En outre, le déclenchement réglable et le contrôle des fluides rendent l'utilisation de l'oscilloscope intelliSENS beaucoup plus conviviale que celle des oscilloscopes traditionnels.
Le logiciel intelliSENS peut également effectuer une analyse FFT des signaux d'entrée, une fonction qui n'est disponible que dans les oscilloscopes et les analyseurs de spectre haut de gamme. Il est donc accessible aux étudiants et aux chercheurs disposant d'un petit budget. En outre, une plage dynamique de 96 dB, bien supérieure aux 48 dB habituels des oscilloscopes à mémoire numérique (DSO) traditionnels avec FFT, permet une représentation robuste et précise des différentes harmoniques dans le domaine des fréquences.
Qualité de l'énergie et analyse harmonique avancées
Les concepteurs d'électronique de puissance doivent se conformer à des normes pour des paramètres tels que le facteur de puissance (PF) et la distorsion harmonique totale (THD), lorsqu'ils conçoivent des convertisseurs et des onduleurs d'électronique de puissance. Le logiciel intelliSENS peut effectuer toutes ces mesures et les afficher dans un format similaire à celui des analyseurs de puissance, rendant ainsi l'analyse de la qualité de l'énergie et des harmoniques accessible aux étudiants et aux chercheurs.
Enregistrement des données expérimentales tout en conservant des capacités d'analyse complètes
Le principal avantage du logiciel intelliSENS est la possibilité d'enregistrer des données expérimentales et de partager ces enregistrements interactifs avec des pairs et des collègues éloignés, ce qui améliore considérablement le travail d'équipe. De plus, il n'y a pas de limite à la durée d'enregistrement des données en temps réel et le logiciel d'application est entièrement gratuit. Il s'agit donc d'une nouvelle façon de mesurer et de partager des données entre étudiants et chercheurs dans le domaine de l'électronique de puissance.
Les fichiers de données enregistrés conservent toutes les capacités d'analyse. En d'autres termes, lorsqu'un fichier enregistré est consulté, toute information issue de l'analyse en temps réel peut être extraite à nouveau et d'autres analyses peuvent être effectuées sur les mêmes données qui n'ont peut-être pas été réalisées auparavant. Cela permet donc un travail collaboratif entre les membres de l'équipe dans différents pays et institutions.
Comparaison
* Note 1 : Le modèle d'enregistreur est supposé être le Yokogawa DL850E Scopecorder avec 16 canaux analogiques 16 bits à haute vitesse. Le nombre de voies est réparti de manière égale entre les mesures de tension et de courant.
** Note 2 : L'enregistreur comparé peut enregistrer simultanément 16 voies à 100 ksps et 8 voies à 200 ksps.
*** Note 3 : La résolution de l'oscilloscope varie en fonction du modèle et des performances de l'oscilloscope. La précision des mesures dépend directement de la résolution de l'oscilloscope utilisé.
Applications et limites
Bien que les spécifications du système PE-DAQ soient moins convaincantes que celles de certains des équipements énumérés dans le tableau de comparaison, la différence de prix le rend incroyablement rentable et accessible, car il permet de réaliser la plupart des expériences dans un laboratoire d'électronique de puissance, comme indiqué dans le tableau d'application. Toutefois, en raison de sa largeur de bande comparativement faible, certaines applications telles que le contrôle de la sortie PWM d'un onduleur ou la vérification du temps de montée et de descente d'un commutateur à semi-conducteur ne sont pas possibles. Pour ces mesures, des sondes à large bande passante ainsi que des oscilloscopes à large bande passante sont nécessaires.
Application | PE-DAQ | Équipement standard |
---|---|---|
Surveillance du courant des moteurs triphasés | ✔ | ✔ |
Mesurer l'efficacité de la conversion | ✔ | ✔ |
Qualité de l'énergie et analyse harmonique | ✔ | ✔ |
Vérifier le temps de montée/descente de l'alimentation électrique | ✔ | ✔ |
Réponse transitoire de la sortie | ✔ | ✔ |
Vérifier la sortie PWM de l'onduleur | ✘ | ✔ |
Temps de montée/descente des commutateurs IGBT/SiC | ✘ | ✔ |
Exemples d'application
Analyser le comportement des conditions de défaillance, la réponse transitoire de la charge et la stabilité du système de contrôle
Les chercheurs en électronique de puissance doivent surveiller et analyser des événements tels que le comportement en cas de défaut, la réponse transitoire de la charge et la stabilité du système de contrôle. Ces événements sont difficiles à surveiller avec des oscilloscopes, tandis que les enregistreurs sont inaccessibles en raison de leur coût élevé. Le DAQ intelliSENS offre une solution peu coûteuse aux chercheurs et aux ingénieurs R&D pour surveiller, analyser et enregistrer ces événements pour référence ultérieure.
Synchronisation avec des sondes de tension et de courant différentielles tierces grâce au pont intelliSENS
intelliSENS Bridge interface les sondes différentielles de tension et de courant de tiers avec le logiciel intelliSENS, qui peuvent être visualisées en même temps que les mesures obtenues à partir du DAQ intelliSENS, ce qui donne à l'utilisateur la possibilité d'utiliser les sondes disponibles et d'accéder aux puissantes fonctions du logiciel intelliSENS.
Spécifications
Paramètres | Tension | Actuel |
---|---|---|
Nombre de canaux | 3 | 3 |
Gamme | ±100/±1000 V | ±100 A |
Largeur de bande analogique | DC-100 kHz | DC-200 kHz |
Précision analogique | 1 % | 1 % |
Décalage analogique | 50 mV | 25 mV |
Temps de montée analogique | 3,5 μs | 1,75 μs |
Taux d'échantillonnage | 125 ksps, échantillonnage simultané | |
Résolution | 16 bits | |
Connectivité | USB 2.0 HS (compatible avec USB 1.1) | |
Système d'exploitation | Windows 7, 8, 8.1, 10 | |
Support logiciel | Logiciel intelliSENS gratuit |
* Note 1 : Toutes les valeurs nominales sont données à une température ambiante de 25°C, sauf indication contraire.