7. díl, N4L seriál: Měření účinnosti trakčních pohonů

Tento článek rozebírá důležité aspekty měření účinnosti trakčního systému elektrických vozidel.

Měření účinnosti trakčních motorů s měniči

Synchronizace

Analýza trakčních systémů zahrnuje měření elektrické účinnosti od DC sběrnice po AC střídač spolu s elektricko – mechanickou účinností mezi DC vstupem / AC výstupem a výstupní hřídelí. Synchronizace těchto měření je životně důležitá, protože jen tak je okamžitá účinnost počítána správně. Některé analyzátory výkonu nebudou synchronizovat okno záznamu měřených dat na vstupu a výstupní výkon. V této aplikace může být synchronizace definována jako společný čas počátku a konce záznamu dat napříč všemi fázemi měřícího přístroje. Tím je zaručeno, že okamžitá účinnost počítaná z Pout (výstupní střídavý výkon) a Pin (vstupní stejnosměrný výkon) využije datové body z časově synchronizovaného okna záznamu, kde si časy počátku a konce vzájemně odpovídají.

Tvorba oken

U analyzátorů výkonu je obvyklé použití uživatelem nastavené délky cyklu obnovy dat (např. 500ms) jako interní velikost okna datového záznamu, bez ohledu na frekvenci motoru danou jednotkou pohonu motoru (frekvenčním měničem). Avšak optimální měření vyžaduje synchronizaci okna záznamu se základním časovým intervalem nebo „frekvencí motoru“ (s ohledem na čas). Má-li okno záznamu správnou velikost jedné, případně několika základních period času, budou RMS výpočty napětí, proudu a výkonu prováděny správně. Pokud okno záznamu neobsahuje přesně celočíselný počet cyklů, způsobí značnou chybu měření, když se intervaly obnovy dat blíží časovému intervalu frekvence motoru. Následující obrázek ilustruje tento problém:

Analyzátory výkonu N4L používají vlastní algoritmy tvorby oken, založené na diskrétní Fourierově transformaci (DFT), stejně tak duální FPGA/DSP techniky zpracování signálu k seřízení velikosti okna záznamu proporcionálně k základnímu časovému intervalu křivky výkonu. Například, je-li uživatelem zvolen interval obnovy 1 sekunda, jsou analyzátory výkonu N4L schopny nastavit velikost okna záznamu v krocích 500ns (1 vzorek) v okolí 1 sekundy zvoleného intervalu obnovy tak, aby bylo zajištěno zachycení kompletních cyklů. Je preferováno jednoduše useknout část posledního cyklu v jednotlivém okně k dosažení dané frekvence obnovy. Zvyšuje to přesnost jak měření výkonu, tak i harmonických.

Přístroj v jedné nebo dvou skříňkách pro měření 4 fází?

Volba jediného 4-fázového přístroje pro měření DC sběrnice a 3-fázového výstupního výkonu střídače má svá pro a proti. Výhody jsou v tom, že pouze jediný přístroj musí být připojen k software, zjednodušuje programování a čas systémové integrace. Jinou výhodou je velikost. Příkadem je N4L PPA3500 s výškou dvou jednotek, vysokou přesností vícekanálového analyzátoru výkonu, podporující až 6-fázovou (12-kanálovou) analýzu v jedné skříňce.

Ten zabírá minimum prostoru v měřící soustavě, ponechávaje prostor pro ostatní vybavení, přičemž stále poskytuje špičkovou přesnost 0,03%.

Druhou možností je použít dvou oddělených přístrojů: jednofázového pro měření DC sběrnice a třífázového pro měření výstupního výkonu střídače. Výhodou této sestavy je flexibilita, jelikož tyto přístroje mohou být kdykoli odděleny a použity v jiných aplikacích. Navíc vysoké nároky na hardware, požadované pro analýzu PWM průběhů nejsou nutné pro měření výkonu DC sběrnice. Takže výběrem přístroje pro DC sběrnici lze dosáhnout úspor na nákladech. Nevýhodou 4-fázového systému analyzátoru ve srovnání se dvěma přístroji je větší složitost s ohledem na programování software, tak jako větší potřeba prostoru v přístrojové skříni (rack).

Zatímco volba mezi čtyřfázovým přístrojem a dvěma oddělenými přístroji je důležitá, technici by se měli ujistit, že používají nejlepších techniku synchronizace a tvorby celočíselných cyklů oken záznamu pro zabránění ořezávání vln průběhů.

Analyzátory výkonu N4L provádějí vše výše uvedené k zajištění optimálního měření v žádaných aplikacích.

Pokud máte nějaký dotaz nebo potřebujete poradit. Neváhejte nás kontaktovat formulářem níže

Další díl / Všechny díly