Testování ramp frekvenčních měničů analyzátory výkonu PPA4500/5500

Testování ramp frekvenčních měničů motorových pohonů je žádanou aplikací pro jakýkoli analyzátor výkonu, avšak série PPA4500 a PPA5500 jsou pro takovou aplikaci ideální.

Obě série PPA4500 i PPA5500 od Newtons4th (N4L) nabízejí velmi rychlou architekturu FPGA, vynikající CMRR (odfiltrování souběžných signálů, pozn. překl.), sofistikované algoritmy pro paralelní filtrování a sledování frekvence, které poskytují skutečné širokopásmové měření dynamicky se měnících zátěží.

V tomto článku si řekneme, jak nastavit analyzátor výkonu pro měření ramp frekvenčních měničů, kde se předpokládají rychlé změny jak zátěže, tak i základní frekvence na motoru.

Nastavení PPA pro měření ramp

Nejprve musíme zvolit „mode“ = „PWM motor drive“ v menu „APP“.

Výběr režimu v menu analyzátoru výkonu PPA

Největší vliv má zde nastavení „frequency filter“, což je paralelní digitální filtr, určený k vyfiltrování spínací nosné frekvence měniče pouze za účelem detekce frekvence. Je důležité mít na paměti, že data použitá k analýze výkonu nejsou filtrována a že vždy obdržíte širokopásmové měření výkonu. Často se přehlíží, že mnoho analyzátorů výkonu na trhu tato data filtruje, což má za následek nesprávné měření, částečně parametr „Voltage RMS“ (efektivní hodnota napětí – pozn. překl.), jež má často značný širokopásmový obsah jako výsledek hran spínání pulsů PWM.

Frekvence, na níž je tento filtr nastaven, je velmi důležitá. Tento parametr se nastavuje takovým způsobem, aby frekvence filtru byla mírně vyšší, než maximální frekvence motoru a nižší, než spínací frekvence pulsů PWM.

Příklad nastavení filtru je v následující tabulce:

Max. základní frekvence motoru Spínací frekvence Výběr filtru
100 Hz 5 kHz 250 Hz
1 kHz 25 kHz 4 kHz

 

 

 

 

Rychlost

Jelikož zamýšlíme provést velmi rychlé měření, máme volbu k provedení analýzy „cyklus po cyklu“. V podstatě jde o schopnost analyzátoru vypisovat efektivní hodnoty (RMS) po každém cyklu. Nastavíme přístroj do velmi rychlého režimu: „speed“ = „very fast“, který poskytuje minimální velikost okna 1/80s, které poskytne analýzu cyklus po cyklu do 80Hz.

Při analýze cyklus po cyklu vyšších základních frekvencí, než 80Hz, která je možná ve velmi rychlém režimu, je doporučeno použít nastavení „speed“ = „window“ a pak nastavit velikost okna „window size“ podle potřeby (min. 2ms přímo do interní RAM / min. 5ms přímo do software).

Obrazovka nastavení měření na analyzátoru výkonu

Všimněte si, že režim „low frequency“ = „on“. Tento režim poskytuje velmi šikovnou možnost. Režim nízké frekvence zajištuje, že když se interval cyklu základní frekvence prodlouží (jak frekvence klesá), okno se automaticky rozšíří na frekvenci, specifikovanou v menu PWM Application/Aquisition jako „minimum frequency“.

Rozšířené parametry měření

Stiskneme-li tlačítko „šipka vpravo“ v menu „Acquisition Control“, dostaneme se k rozšířeným nastavením. Víme, že se základní frekvence motoru bude rychle měnit, proto je doporučeno nastavit volbu
„frequency lock“ = „dynamic“
... a režim
„high speed“ = „enabled“.

Poznámka: Režim „high speed“ vypíná některé z parametrů, počítaných v normálním režimu. Přístroj bude nyní počítat Vrms, Irms, Watts RMS (efektivní hodnoty U, I, P) pro kanály 1, 2 a 3.

Obrazovka rozšířených parametrů měření analyzátoru výkonu PPA

Rozsahy

Jelikož zátěž bude dynamická a chceme analyzovat zařízení cyklus po cyklu, měli bychom nastavit „autoranging“ = „manual“ a nastavit rozsah na úroveň, kterou zátěž během testu zřejmě nepřekročí.

Poznámka: Nastavení rozsahu na „manual“ a náhodné překročení úrovně tohoto rozsahu nezpůsobí žádné poškození napěťových nebo proudových vstupů PPA za předpokladu, že napětí nebo proud nepřekročí maximální hodnotu použitého modelu PPA. To je dáno sofistikovaným návrhem „jeden bočník – jeden dělič napětí, vyvinutým N4L.

Příklad limitů na PPA4530/5530:
 

Model Limit napětí Limit proudu
PPA45/5530 standardní proud 1000 Vrms / 3000 Vpk 30 Arms / 300 Apk
PPA45/5530 nízký proud 1000 Vrms / 3000 Vpk 10 Arms / 30 Apk
PPA45/5530 vysoký proud 1000 Vrms / 3000 Vpk 50 Arms / 1000 Apk

 

 

 

 

 

Obrazovka nastavení rozsahů analyzátoru výkonu

Analýza

S použitím software PPALoG, který je volně ke stažení na webu N4L, je aktivován režim „high speed“ a PPA Datalogger spuštěn.

Obrazovka programu PPALoG se záznamem rampy

Obrázek výše představuje rychlost, na níž je PPA45/5500 v kombinaci se software N4L schopen synchronizace s rychle se měnící základní frekvencí, zatímco současně analyzuje napětí, proud a výkon.

 

V souladu s filozofií N4L o skutečné analýze bez přerušení není tento režim výjimkou a měření je provedeno bez mezery.

V 15:50:17 byla zátěž motoru odpojena, během náběhu po rampě v 15:50:32 se zátěž zvyšovala. Grafický záznam z excelu je zobrazen níže:

Graf naměřené rampy pořízený v Excelu z exportovaných dat

 

 

 

Dotaz na další podrobnosti

Položky označené hvězdičkou (*) jsou povinné.

Vyplněním formuláře a potvrzením linku, který obdržíte na vámi uvedený email, dáváte souhlas se zpracováním vámi uvedených údajů a jejich použitím společností Blue Panther, s.r.o. za účelem budování obchodního vztahu s vámi.

Více informací o zpracování vašich údajů naleznete na
www.blue-panther.cz/ochrana-osobnich-udaju.

Kontaktuje nás

Bohumil Vítovec
Telefon: +420 604 273 701

Ing. Tomáš Kmoch
Telefon: +420 603 437 182

Ing. Jaroslav Smetana
Telefon: +420 241 762 724