电力电子测量和 DAQ 系统
PE-DAQ
应用
✓ 3 相电能质量与谐波分析
✓ 电力电子硬件监控
✓ 故障条件行为分析
✓ 瞬态响应分析
✓ 控制系统稳定性监测
特点
✓ 3 个电压和 3 个电流通道,具有电隔离功能
✓ 基于软件的示波器、功率分析仪和记录仪
✓ 高达 ±1000V 和 ±100A 的测量范围
✓ 100kHz 电压和 200kHz 电流模拟带宽
✓ 125 ksps 同步采样,16 位分辨率
✓ BNC 输出到示波器、dSPACE 和 Opal-RT
✓ 用于 FPGA 和 DSP 的可选 3V/5V 输出
完整的电力电子测量系统
PE-DAQ 是一种电力电子测量和数据采集系统,由一个电隔离电压和电流传感器模块(USM-3IV)和一个 USB DAQ(intelliSENS DAQ)组成,前者具有 3 个电压和电流测量通道,后者用于采集测量数据,以便在 PC 上使用 intelliSENS 应用软件进行分析。电隔离、高抗噪性和通用连接等功能提供了安全性、准确性和灵活性,而 16 位模拟示波器、3 相电能质量分析、谐波分析、数据记录和共享等软件功能使其成为电力电子实验室的一体化测量解决方案。
低成本替代品:
电压和电流探头
PE-DAQ 系统可隔离测量 3 个电压通道和 3 个电流通道,并可同时连接外部示波器,取代了 6 个传统的电压和电流探头。
示波器
PE-DAQ intelliSENS 软件包括示波器,具有多种测量功能、数学函数和 FFT,与示波器相比,具有 16 位分辨率,精度更高。
功率分析仪
intelliSENS 软件支持功率分析仪功能,包括单相和三相系统的功率因数 (PF)、总谐波失真 (THD) 和其他功率测量。
记录员
使用 intelliSENS 软件可实现记录仪功能。此外,记录文件还保留了完整的分析功能,以便同事和合作者进行进一步分析。
同时连接示波器和控制器
由于 USM-3IV 配备了多个单极和双极输出连接器,PE-DAQ 系统可同时连接示波器和实时模拟器等用于反馈和监控的控制器和设备,从而保持使用的灵活性,并通过应用软件实现高级分析功能。可提供以下连接选项
同时连接选项
设备 | 输出 | 连接器 |
---|---|---|
示波器 | 双极 ±10V | BNC |
实时模拟器(dSPACE、Typhoon HIL、Opal-RT 等) | 双极 ±10V | BNC |
DSP 控制器、FPGA、微控制器 | 单极 3V/5V | IDC(16 针) |
笔记本电脑/PC(通过 intelliSENS DAQ 连接 USB) | 双极 ±10V | IDC(16 针) |
示波器和快速傅立叶变换 (FFT) 频谱分析
IntelliSENS 具有全面的示波器功能,包括各种测量。此外,还可在波形中添加高级数学公式,以提供更多功能。此外,可调节的触发和流体控制使 intelliSENS 示波器的使用比传统示波器更加人性化。
intelliSENS 软件还能对输入信号进行 FFT 分析,这是高端示波器和频谱分析仪才具备的功能。因此,低预算的学生和研究人员也可以使用它。此外,96 dB 的动态范围(远高于传统数字存储示波器(DSO)的 48 dB)可在频域中对不同谐波进行稳健而准确的描述。
高级电能质量和谐波分析
电力电子设计师在设计电力电子转换器和逆变器时,必须遵守功率因数 (PF) 和总谐波失真 (THD) 等参数的标准。intelliSENS 软件可以执行所有这些测量,并以类似于功率分析仪的格式显示,使学生和研究人员都能进行电能质量和谐波分析。
记录实验数据,同时保留完整的分析功能
intelliSENS 软件的主要优势在于能够记录实验数据,并与远方的同行和同事分享这些交互式记录,从而极大地改善了团队合作。此外,实时数据的记录时间没有限制,而且应用软件完全免费。因此,为电力电子学领域的学生和研究人员之间的数据测量和共享引入了一种新的方式。
记录的数据文件保留了完整的分析功能。换句话说,当查看保存的文件时,可以再次提取实时分析中的任何信息,并对之前可能未执行过的相同数据进行进一步分析。因此,不同国家和机构的团队成员之间可以协同工作。
比较
* 注 1:记录仪型号假定为 Yokogawa DL850E Scopecorder,具有 16 个高速 16 位模拟通道。通道数平均分配给电压和电流测量。
** 注 2:比较中的记录仪可同时记录 100 ksps 的 16 个通道和 200 ksps 的 8 个通道。
*** 注 3:示波器分辨率因示波器型号和性能而异,测量精度直接取决于所用示波器的分辨率。
应用和局限性
虽然 PE-DAQ 系统的规格不如比较表中列出的某些设备那么引人注目,但价格上的差异使其具有令人难以置信的成本效益和可及性,因为它允许在应用表中提到的电力电子实验室中进行大多数实验。不过,由于其频率带宽相对较低,某些应用无法实现,例如检查逆变器的 PWM 输出或验证半导体开关的上升和下降时间。要进行这些测量,需要高带宽探头和高带宽示波器。
应用 | PE-DAQ | 标准装备 |
---|---|---|
3 相电机电流监控 | ✔ | ✔ |
测量转换效率 | ✔ | ✔ |
电能质量与谐波分析 | ✔ | ✔ |
检查电源的上升/下降时间 | ✔ | ✔ |
输出瞬态响应 | ✔ | ✔ |
检查逆变器的输出 PWM | ✘ | ✔ |
IGBT/SiC 开关上升/下降时间 | ✘ | ✔ |
应用实例
分析故障状态行为、负载瞬态响应和控制系统稳定性
电力电子研究人员必须监控和分析各种事件,如故障状态行为、负载瞬态响应和控制系统稳定性。这些事件很难通过示波器进行监测,而记录仪由于成本高昂而无法使用。intelliSENS DAQ 为研究人员和研发工程师提供了一种低成本的解决方案,用于监测、分析和记录这些事件,以供将来参考。
通过 intelliSENS 桥接器与第三方差分电压和电流探头同步
intelliSENS Bridge 可将第三方差分电压和电流探头与 intelliSENS 软件相连接,用户可在查看 intelliSENS DAQ 测量结果的同时,灵活使用可用探头并访问 intelliSENS 软件的强大功能。
规格
参数 | 电压 | 当前 |
---|---|---|
通道数 | 3 | 3 |
范围 | ±100/±1000 V | ±100 A |
模拟带宽 | 直流-100 千赫 | 直流-200 千赫 |
模拟精度 | 1 % | 1 % |
模拟偏移 | 50 mV | 25 mV |
模拟上升时间 | 3.5 μs | 1.75 μs |
采样率 | 125 ksps,同步采样 | |
决议 | 16 位 | |
连接性 | USB 2.0 HS(与 USB 1.1 兼容) | |
操作系统 | Windows 7、8、8.1、10 | |
软件支持 | 免费 intelliSENS 软件 |
* 注 1:除非另有说明,所有额定值均在 25°C 环境温度下给出。