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日置 PW8001 功率分析儀 高速電機測試解決方案
一,、關于高速電機的研發(fā),，您是否有如下煩惱？
在電機以及電機控制器的研發(fā)過程中,，我們通常會使用功率分析儀同步測試母線輸入,，控制器輸出,，以及電機的機械效率，用于同步分析各個環(huán)節(jié)的效率以及損耗,。
但隨著新能源汽車驅動電機的轉速越來越高,，在追求更高的功率密度的同時，也會帶來一系列新的課題,，例如：
1,、功率損耗實測數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)出現(xiàn)差異,，無法確定測試數(shù)據(jù)的真實性，如果造成誤判,，會影響后續(xù)的標定和開發(fā)工作,。
2、效率和損耗數(shù)據(jù)波動大,，為了控制誤差,，需要采用數(shù)據(jù)平均化的功能，導致測試時間變長,，引起電機過熱,。
3、數(shù)據(jù)重復性差,，今天測試和明天測試,，亦或是換了一個測試環(huán)境后，同樣的測試條件無法獲得相同的數(shù)據(jù),，無法基于數(shù)據(jù)進行電機的改善,。
造成以上原因的主要因素，就是電機控制器輸出端的功率成分比較復雜,，主要由以下三個部分組成：
1,、電機的驅動頻率。這個部分屬于低頻域,，一般不會超過10Khz,。
2、開關頻率,，即載波頻率,。載波和諧波構成了10k-1Mhz頻率范圍的功率范圍,。
3,、器件的開關損耗。這一部分對有功功率的影響不大,，但是容易對測試結果造成混疊
二,、您現(xiàn)有的測量方式，能有效解決嗎?
如果想準確的測試電機控制器的損耗,，必須要兼顧準確測試高頻和低頻的測試能力,。但是目前常規(guī)的功率測試設備，主要針對電機驅動的基波和基波高次諧波進行分析,，缺乏對載波以及載波的高次諧波進行分析的手段,。
三、解決方案Ⅰ “功率按頻率分開"的功率譜分析
如果要評估高頻損耗,，就需要能夠把功率按照頻率單獨分開的功率譜分析功能,，通過功率譜分析,，我們可以了解高頻域的功率特性，因此,，可以測量開關頻率的二次諧波,、三次諧波和四次諧波以及高頻域的功率特性。
四,、解決方案Ⅱ 寬頻帶和精確的相位補償
模擬在轉為數(shù)字信號的過程中,，會有硬件延時和通訊延時，功率分析儀一般以電壓作為同步源,，內部會針對電壓的模數(shù)轉為做一定的修正,。而電流探頭作為二次測的儀器，隨著頻率的范圍的上升,，會帶來較大的相位延時,。也就是說，在高頻部分,，會因為電流探頭的角度延時特性,，引起高頻功率成分測量計算的誤差。
電機電控開發(fā)工作者,，在日常工作中使用的負載基本為感性負載無論是電抗器,、電機模擬器、還是對拖電機,。電壓和電流的相位角都會接近90°,，在這個情況下，相位角的測量精度就尤為重要,，如果無法準確測試相位角度,，引起測量誤差，情況下會把高頻正功成分誤計算成負功,，引起最終功率結果的誤差和波動,。
常規(guī)的電流傳感器，標稱的規(guī)格參數(shù)只有帶寬,，這個通常意義代表的是隨著頻率上升,，測試幅值衰減的帶寬范圍。經測試會發(fā)現(xiàn),，一般的電流傳感器會在10KHz頻率之后出現(xiàn)比較大的相位延時,，并且因為沒有順滑的延遲特性，無法進行相位角度的補償和修正,，最終導致高頻功率的運算出現(xiàn)偏差,。
上圖代表了因相位誤差引起的損耗測試誤差。當正弦波的電壓—電流相位差為89°時，只要測量儀器有0.1°的誤差,，電感的損耗測量就會發(fā)生10%的誤差,。
五、兼具功率分析與電流檢測,，是高速電機研發(fā)的“好伙伴"
首先,，HIOKI日置的電流傳感器可以在100kHz以內保證相位精度，再通過相位修正進行1MHz頻率范圍以內0.1°的高精度測試,，并且在-40°C~+80C的溫度范圍中穩(wěn)定測量,，如剛剛所提到的，在實際工作狀態(tài)中,，需要準確測量基波以及載波,，再加上對應高次諧波的相位角，才能最終獲得真實準確的有功功率,。
1,、即刻開始測量
功率分析儀 PW8001可給電流傳感器供電，自動設置轉換比,。只需連接,，就能即刻開始測量。
2,、正確測量高頻·低功率因數(shù)的功率
功率分析儀 PW8001可自動獲取電流傳感器的相位特性,，并以0.001°分辨率進行補償，輕松發(fā)揮電流傳感器的性能,。
3,、測量條件的記錄
僅需連接電流傳感器、就能自動獲取電流傳感器的型號,、序列號等信息,。測量數(shù)據(jù)的同時、還能詳細記錄測量條件,。
其次,，HIOKI日置PW8001功率分析儀，擁有上方所提到的,，能把功率按照頻率單獨分開的【功率譜分析】功能,。并目在應對碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等器材的測量時,，其高采樣性能(采樣速率18-bit，15MHz),，及抗干擾性(CMRR)110 dB/100KHz,，可準確捕捉高速開關波形。兩者的強強組合,，可以有效掌握高頻功率損耗,，評估電機內部高頻域內的鐵損或銅損等損耗因素,，賦能高效率、高輸出的電機驅動系統(tǒng)研發(fā),，助力驅動電機轉速的突破,！
1、高級別的測量精度
基本精度±0.03%,，DC精度±0.05%,，50 kHz精度 0.2%*，頻率精度：± 0.1% 振幅帶寬 300 kHz*,，± 0.1°,，相位帶寬 500 kHz*
2、準確捕捉高速開關產生的功率變化
采樣速率18-bit,，15 MHz,，抗干擾性(CMRR)110 dB/100 kHz*
3、搭建適合使用用途的測量系統(tǒng)
8通道功率測量
艾克賽普公司是HIOKI日置代理商,，如果您對高速電機測量有需求或任何疑問,，歡迎聯(lián)系我們，將提供免費樣機上門試用和更合適的測試解決方案,。