AnyWay功率测试产品简介课件.ppt

徐伟专 2009年2月任意方法…任意角度…电机试验进入变频调速时代，对测试设备提出了全新的要求…在1%~200%额定范围内，任意幅值信号无需换档满足国家标准精度要求幅值范围在0.02~1功率因数范围内，任意相位功率测量满足国家标准精度要求相位范围满足任意调制方式的变频PWM波形的基波有效值测量调制方式对于单相、3相、6相等任意相数电机，都可同步测量同步测量适用直流、低频、工频、变频、中频等任意频率电机的电量测量频率范围• AnyWay宽带功率测试系统构成原理AnyWay宽带功率测试系统是湖南银河电气有限公司依托国防科技大学在多年从事电机试验及测试技术研究的基础上，遵循IEC及相关电机试验国家标准，为解决电机试验的宽频率范围、宽幅值范围及低功率因数等测试要求而研制的系统由宽带功率传感器及宽带功率分析仪构成，宽带功率传感器在传感器内部即将被测信号数字化，并以光纤为介质将数字量上传至宽带功率分析仪，宽带功率分析仪对数字量进行分析、运算并以数值、图表、波形等方式显示被测参量信息每个宽带功率传感器之间通过同步光纤相连实现同步采样，应用更加灵活，评测更加准确• AnyWay宽带功率测试系统构成原理下行光纤宽带功率分析仪宽带功率分析仪宽带功率传感器宽带功率传感器同步光纤上行光纤• 基于光纤传输的前端数字化产品，具有最强的电磁兼容性能，在变频器、整流器等非线性设备应用的强电磁辐射场合，系统精度不受传输线路及现场干扰等因素影响，安装要求低，测试精度高。

AnyWay宽带功率测试系统的构成特点是前端数字化―在传感器环节，即将被测信号数字化，减少信号传输环节的损失与干扰，并方便网络化，智能化应用计量溯源赋予测试设备法定效力，但是，计量溯源后的测试设备在构成现场测试系统后，现场环境与校准环境不同将引起测试精度的差异，尤其是应用于变频测试时，传输线路受现场干扰等因数影响较大，导致现场环境下的技术指标背离校准环境下评定的技术指标，将直接冲击评价的客观性与权威性基于光纤传输的前端数字化产品，消除了环境对传输线路的影响，最大限度上维护了计量溯源的权威性AnyWay宽带功率测试系统构成特点增强电磁兼容性能增强电磁兼容性能增强电磁兼容性能增强电磁兼容性能维护计量溯源的权威性维护计量溯源的权威性维护计量溯源的权威性维护计量溯源的权威性• AnyWay宽带功率传感器特点电机试验测试对幅值范围的要求：1.3倍的匝间耐压试验与低频堵转试验，同步电机的过载试验与空载试验，不同电压等级，不同功率等级的电机试验等，对幅值测试范围提出了苛刻的要求读数的读数的0.2%8×8×0.1级宽幅值范围内的高精度测试宽幅值范围内的高精度测试AnyWay宽带功率传感器的电压、电流传感器均在内部设置了8个量程，传感器根据测试结果进行自动无缝量程转换，用户无需关注量程信息。

以SP******C型传感器为例，内部8个量程均按0.1级准确度配置，电压在0.75%~150%额定值范围内，电流在1%~200%额定范围内，读数的相对误差小于0.2%• AnyWay宽带功率传感器特点电机试验测试对频率范围的要求：直流、低频、工频、变频至中频电机等不同频率电机试验；低频堵转及超速试验；谐波测试分析试验等等，对测试系统的基波频率范围及测试带宽提出了苛刻的要求宽频率范围内的高精度测试宽频率范围内的高精度测试目前部分宽频功率分析仪的带宽高达1MHz甚至更高，但是，用于变频测试的传感器带宽普遍较低，以霍尔电压传感器为例，其带宽大多在15kHz以内，3000V以上传感器的带宽普遍低于2kHz，传感器的带宽决定了整个测量系统的带宽偏低AnyWay宽带功率传感器有效测试带宽为100kHz，最高采样频率250kHz满足变频电机试验国家标准的最高带宽要求AnyWay宽带功率传感器适用直流、低频、工频、变频至中频电机试验的电参数测试；适应正弦波、叠频波、PWM波等试验电源供电的电机试验的电参数测试；全频段测试精度满足电机试验国家标准要求• AnyWay宽带功率传感器特点电机试验测试对相位范围的要求：电机空载试验，同步电机零功率因数试验等，相位变化范围宽，宽相位范围的功率测试对测试设备的相位误差提出了苛刻的要求。

宽相位范围内的高精度测试宽相位范围内的高精度测试AnyWay宽带功率传感器将相位指标作为主要的精度指标，以50Hz为例，AnyWay的SP******C系列宽带功率传感器的电压、电流之间的最大相位误差为0.5′，常用的0.2级互感器的最大相位误差为10′以下是两者在功率因数为0.02~1时对功率测量的附加误差的对比曲线图由图可知，SP******C系列宽带功率传感器在功率因数为0.02时，功率附加误差仍小于1%，0.2级互感器在功率因数为0.02时，功率附加误差接近15%，功率附加误差为1%时，对应功率因数为0.28SP******C系列宽带功率传感器0.2级互感器• 变频器的输出的PWM电压波形含有大量的高次谐波，而电动机转矩主要依赖于基波电压有效值（H01，即一次谐波）因此，电机试验需要测量的电压值，以及变频器上指示的电压值都是指基波电压有效值目前，关于变频电机的试验标准较少，《IEC60349-2:2002电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机-第2部分：电子变流器供电的交流电动机》中已明确指出：电压测量采用基波有效值校准平均值（MEAN）在理论上等于正弦波的真有效值，等于正弦调制PWM波形的基波有效值，且实现简单；因此，MEAN在许多仪器仪表中用于替代正谐波的有效值（RMS）或PWM的基波有效值（H01）的测量。

但是，近年来，变频调速技术日新月异，非正弦调制PWM的应用越来越多，而且，变频器用户通常并不了解自己的变频器采用何种调制模式，MEAN值在PWM测量中局限性越来越大AnyWay在高速采样基础上，对采样信号进行频谱分析，实时运算被测信号的基波有效值（H01），该方式适用任意调制方式的PWM信号及其它任意正弦、非正弦信号的有效值测试AnyWay将基波有效值测试作为基本测试模式，同时，提供真有效值（RMS）、校准平均值（MEAN）、整流平均值（RMEAN）、算术平均值（DC，主要用于直流测量）等测量模式供用户选择AnyWay宽带功率传感器特点基波有效值作为基本测量模式基波有效值作为基本测量模式• AnyWay宽带功率分析仪特点峰值因数(CF)是波形峰值和RMS值的比率，如正弦波的峰值因数为1.414不同的波形，有不同的峰值因数对于同一台变频器输出的PWM波，基波电压有效值越低，峰值因数较大一般仪器当峰值因数较大时，需人为选择较高的量程，以提高峰值测试能力；量程过小，会造成错误的测试结果；量程过大，又会降低测量精度AnyWay产品根据瞬时值，自动选择最佳量程，支持任意波峰因数波形的测量，除了适用各种电机试验测试外，还可用于冲击电压、电流、分断电压、电流等的测试。

峰值有效值峰值有效值峰值有效值峰值有效值支持任意峰值因数支持任意峰值因数• 电机试验过程中，电压、电流、功率等的读数会有不同程度的波动；试验记录需要相对稳定的读数，为此，部分仪器仪表设置了平均功能，使读数稳定读数的稳定程度与平均时间有关，一般而言，平均时间越长，读数越稳定，而读数对变化的响应也越慢显然，理想状态是响应快，读数稳为了解决快与稳的矛盾AnyWay产品在研究电机试验信号变化规律及电机试验对读数响应速度要求的基础上，设置了堵转、叠频、智能等多种平均方式AnyWay宽带功率分析仪特点根据电机试验特点设计的多种平均方式根据电机试验特点设计的多种平均方式堵转：堵转：堵转：堵转：堵转试验，信号波动大，没有明显规律，对读数的响应速度要求高，因此设置很短的平均时间叠频：叠频：叠频：叠频：叠频试验，信号波动大，有明显规律和周期，对读数的响应速度要求低，因此设置较长的平均时间，且平均时间为波动周期的整倍数智能：智能：智能：智能：根据数据变化规律及对读数稳定度的要求，自动寻找满足稳定度要求的最短平均时间• “谐波分量是对周期性交流分量进行傅立叶分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量也就是说谐波是一个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整倍数。

用于表征谐波含量的特征量有多种，常用特征量可通过谐波分析设备分析获取，电机试验需要的部分特征量，一般需要采用谐波分析设备结合专用软件实现AnyWay宽带功率分析仪谐波分析功能除了列举各次谐波的幅值、相位以满足常规需要外，参照IEC、DIN及常用电机试验标准，通过分析运算直接给出这些特征量AnyWay宽带功率分析仪特点根据电机试验标准计算的多种谐波特征值根据电机试验标准计算的多种谐波特征值• 谐波含量HC(参照DIN标准)谐波失真THD(参照IEC标准)谐波电压因数HVF(参照GB755-2003)波形畸变率K(参照GB1029-2005)谐波因数THF(%)(参照GB755-2000)注：对于三相电动机，n不包含3及3的倍数，通常取m≤13注：λn为n次谐波的加权系数AnyWay宽带功率分析仪特点注：以下公式中UHn表示n次谐波，UH01表示基波有效值， Urms表示有效值• AnyWay宽带功率分析仪特点宽带功率分析仪的基本配置为两个功率单元，每个功率单元对应一个宽带功率传感器，可测量1路电压、1路电流并运算相关功率通过内部扩展方式可增加每台仪器的功率单元数量，也可采用多台宽带功率分析仪，采用主从扩展模式，将功率单元扩展为任意数量，在同步光纤的同步下，宽带功率分析仪对所有传感器进行同步采样。

根据电机类型、相数及试验方法，有多种接线方式供用户选择，并可同时测量多台电机采用主从扩展模式，宽带功率分析仪主机可对任意相数电机的电量进行同步测量，并根据线路图选择对应的显示界面 灵活的接线方式，多相、多机同步测量灵活的接线方式，多相、多机同步测量• AnyWay宽带功率分析仪特点主要用于直流电机或单相交流电机测试，占主要用于直流电机或单相交流电机测试，占用一个功率单元用一个功率单元• AnyWay宽带功率分析仪特点三相三线制典型两表法测量，占用两个功率三相三线制典型两表法测量，占用两个功率单元• AnyWay宽带功率分析仪特点同步电机测量，两表法测量功率，同时测量同步电机测量，两表法测量功率，同时测量励磁电压和励磁电流，占用三个功率单元励磁电压和励磁电流，占用三个功率单元• AnyWay宽带功率分析仪特点三相四线制，三表法测量功率，占用三个功三相四线制，三表法测量功率，占用三个功率单元• AnyWay宽带功率分析仪特点三相四线制，三表法测量功率，同时测量励三相四线制，三表法测量功率，同时测量励磁电压和励磁电流，占用四个功率单元磁电压和励磁电流，占用四个功率单元• AnyWay宽带功率分析仪特点变频器效率测试，同时测量直流输入功率及变频器效率测试，同时测量直流输入功率及交流输出功率，输出功率测量采用两表法，交流输出功率，输出功率测量采用两表法，占用三个功率单元。

占用三个功率单元• AnyWay宽带功率分析仪特点变频器效率测试，同时测量直流输入功率及变频器效率测试，同时测量直流输入功率及交流输出功率，输出功率测量采用三表法，交流输出功率，输出功率测量采用三表法，占用四个功率单元需要引出电机中性线占用四个功率单元需要引出电机中性线• AnyWay宽带功率分析仪特点六相电机测试，占用六个功率单元需要引六相电机测试，占用六个功率单元需要引出电机中性线出电机中性线• AnyWay宽带功率分析仪特点双馈风力发双馈风力发电机测试，电机测试，电网、定子、电网、定子、转子均采用转子均采用两表法，占两表法，占用六个功率用六个功率单元单元• AnyWay宽带功率分析仪特点双馈风力发双馈风力发电机测试，电机测试，电网、定子、电网、定子、采用两表法，采用两表法，转子引出中转子引出中性线，采用性线，采用三表法，占三表法，占用七个功率用七个功率单元单元• 专业、便捷、人性化界面专业、便捷、人性化界面AnyWay宽带功率分析仪特点根据电机试验要求，自动分析运算电源的相间不平衡度、正序分量、负序分量、零序分量、频率稳定度、各种谐波特征量等参数，并集中显示根据选定的接线图，自动运算电机试验需要的各种电参量，在常规数值窗口显示。

常规数值窗口电源质量窗口• 无需连接任何波形分析设备，即可显示输入信号的实时波形无需连接任何谐波分析设备，即可分析运算各次谐波幅值及相位等信息，最高分析100次谐波AnyWay宽带功率分析仪特点实时波形窗口谐波分析窗口• AnyWay宽带功率分析仪特点ü无需进行量程设置，宽带功率传感器自动调整量程ü菜单辅助按键、单键飞梭、工业触摸屏等操作方式，方便灵活ü常用功能采用快捷键操作、直观快捷ü人性化界面：多种配色方案可供选择üAnyWay提示：提示下一步操作，无需培训即可上岗操作特点AnyWay提示菜单辅助键• ü将功率分析仪屏幕内容输出至VGA接口的大屏幕显示器、LED电子屏、投影仪等显示设备上，增强可视性ü分布式结构，前端数字化；ü分测量模块和通讯模块两部分，RS485或光纤通讯；ü200V/500A及500V/500A两种规格；ü准确度等级：0.2级ü与扭矩仪配套使用，与宽带功率分析仪的电功率测量同步；ü对扭矩脉动与电功率及转速测量结果采用统一平滑处理，减少数据分散性，提高效率的运算精度；ü测量结果由功率分析仪统一集中显示，增强可视性ü兼容各种脉冲式转速传感器；ü脉冲幅值范围：100mV~100V；适用范围广；ü脉冲频率范围：0.1Hz~50kHz；转速范围宽。

选件uVGA输出模块u励磁测量模块u扭矩测量模块u转速测量模块AnyWay产品在宽幅值、频率、相位范围内满足试验标准要求，测试结果具有固定的不确定度、可定量追溯，维护试验数据的权威性采用基于光纤传输的前端数字化技术，具有较强的抗干扰性能，适合直流、工频、变频等电机试验的电量测试。