10+1 причин выбрать анализаторы мощности Yokogawa

Анализаторы и измерители мощности замеряют электрическую мощность устройств, генерирующих, трансформирующих или потребляют электрическую энергию. Их точность, диапазон частот и набор функционала соответствуют промышленным стандартам испытаний и измерений, и потому уже ни одно десятилетие применяются в области тестирования электрической и электронной продукции. Выполняя более сложные задачи, чем простой ваттметр, эти устройства позволяют производить измерения высокой точности, применяя согласованные схемы считывания напряжения и силы тока.

Анализаторы мощности могут производить измерения мощности на однофазных, трёхфазных/трёхпроводных и трёхфазных/четырёхпроводных электрических схемах. Для обеспечения оптимального решения для широкого спектра задач, и при этом, оставаясь в рамках ограниченного бюджета, портфолио измерителей и анализаторов мощности содержат модификации с различными уровнями погрешности и диапазонами частот для разных ценовых категорий. Верхний сегмент анализаторов имеет погрешность порядка ±0.01% от измеренного значения. В зависимости от модели, рабочий частотный диапазон может достигать 1МГц.

Некоторые модели анализаторов имеют функцию гармонического анализа. Приборы могут распознавать гармонические данные и общее гармоническое искажение во время проведения обычных измерений мощности. Это обеспечивает самую высокую эффективность измерений при тестировании оборудования, а для некоторых моделей есть возможность проводить тестирование на уровне стандарта IEC 61000-3-2 или IEC 62301. Однако следует помнить, что возможность устройства производить быстрые преобразования Фурье ещё не говорит о соответствии его показаний стандартам и требованиям гармонических измерений IEC.

Данное руководство по применению рассмотрит 10 и ещё одну причину, почему следует сделать выбор в пользу анализаторов мощности от Yokogawa.

Конфигурация испытаний может меняться. Число полюсов на моторе, фаз в электрической системе и точность самого измеряемого сигнала могут быть различными. Для обеспечения настройки прибора, максимально соответствующей  задаче, анализаторы мощности  WT от Yokogawa использует модульную архитектуру, поддерживающую до 7 сменяемых и настраиваемых пользователем элементов.* Применяя единое устройство вместо нескольких, значительно сокращается время подготовки к испытаниям, и конечно, расходы на покупку и содержание парка инструментов.

Рис 1. Модель WT5000 высокоточного анализатора мощности позволяет применять до 7 сменяемых пользователем элементов.

*Не все модели линейки WT от Yokogawa имеют сменяемые пользователем элементы.

Можно синхронизировать до 4 анализаторов мощности Yokogawa с основным (ведущим) прибором, образуя систему из одного основного и трёх вспомогательных приборов, для обеспечения масштабирования для большого числа каналов измерения. Плюс к этому, для таких систем есть возможность использовать ПО для визуализации WTViewerE.

Рис 2. Модель WT5000 может синхронизировать до 4 таких же устройств, образуя систему из одного ведущего и трёх ведомых приборов. Она имеет доступ к 28 элементам ввода для электрических измерений мощности и до 16 функций диагностики двигателей.

Приборы серии WT позволяют измерять не только электрические параметры тока. Некоторые модели анализаторов имеют функции аналитики моторов, позволяющие измерять скорости ротационных элементов и его направления, синхронную скорость, скольжение ротора, моменты, механическую мощность, электрический градус и общую эффективность. Прибор может считывать аналоговые и импульсные сигналы от датчиков момента и импульсные сигналы от датчиков вращения. Модели с 8-ю входными каналами могут проводить замеры на двух двигателях, при необходимости получения значений направления вращения и электрического угла. В добавление к этому, изменив один пункт настройки в меню конфигурации, вы получаете возможность с помощью одного анализатора выполнять синхронные измерения с нескольких (до 4-х) датчиков вращения и момента. Такие замеры позволяют оценивать эффективность работы транспортных средств, с полным приводом.

Рис 3. Один прибор WT5000 сконфигурирован для проведения одновременных, синхронизированных замеров характеристик сигналов двух двигателей для определения момента, скорости вращения, направления и электрических градусов по фазам A/B и Z.

Рис 4. Один прибор WT5000 сконфигурирован для проведения одновременных, синхронизированных замера с 4-ёх датчиков момента и вращения для определения общей эффективности всех 4-ёх двигателей.

Кроме фильтров низкочастотного пропускания и линейных фильтров, анализаторы мощности Yokogawa имеют более сложные опции фильтрования, обеспечивающие более высокий уровень контроля и возможность точно оценивать даже очень сложные волновые сигналы с высокой точностью:

• Фильтр синхронизации источника (Synchronization source filter) позволяет задавать любую точку в источнике сигнала синхронизации, вместо того, чтобы просто синхронизироваться в точке перехода через ноль.
• Улучшенный частотный фильтр  (Enhanced frequency filter) позволяет одновременно измерять базисную частоту и частоту переключения, не влияя на другие параметры.
• Высокочастотный сглаживающий фильтр (High frequency anti-aliasing filters), функция высокочастотной фильтрации паразитных шумов (гармоник), обеспечивает точность для обычных и гармонических измерений без присутствия шумов в широком диапазоне гармонических измерений. Пользователь может ограничивать число порядков гармоник, чтобы исключить затухания при измерениях c узкой полосой пропускания.

Рис 5. Фильтр синхронизации источника обеспечивает вариативность для направленных фильтров верхних и нижних частот.

Рис 6. Фильтр может производить сглаживающую фильтрацию и фильтрацию цифровых каналов для нормальных и гармонических измерений.

Ряд моделей анализаторов мощности Yokogawa обеспечивают решения по определению эффективности продукции и соответствие стандартам IEC по гармоникам и колебаниям. Соответствие следующим стандартам:

По гармоникам
IEC 61000-3-2: Ed3.0 (2005), Ed3.0 A2 (2009), Ed4.0 (2014)
EN61000-3-2: 2006, 2009, 2014
IEC 61000-3-12: Ed1.0 (2004), Ed2.0 (2011)
EN 61000-3-12: 2005, 2011
IEC 61000-4-7: Ed1.0 (1991), Ed2.0 (2002), Ed2.0 A1 (2008)
EN 61000-4-7: 1993, 2002, 2009
JIS C61000-3-2: 2011
JIS C61000-4-7: 2007

По колебаниям напряжения
IEC 61000-3-3: Ed2.0 (2008), Ed3.0 (2013)
EN 61000-3-3: 2008, 2013
IEC 61000-3-11: Ed 1.0 (2000)
EN 61000-3-11: 2000
IEC 61000-4-15: Ed1.1 (2003), Ed2.0 (2010)
EN 61000-4-15: 1998, 2003, 2011

Анализаторы мощности Yokogawa являются одними из самых точных в мире, с уровнем погрешности порядка +/- 0.03%. Уровень погрешности приборов Yokogawa гарантируются в полном диапазоне измерений, а также от 1% до 130% от выбранного диапазона напряжения и силы тока. Характеристики уровня погрешности касаются значений напряжения, силы тока, мощности и гармоник. Серия анализаторов мощности WT позволяет замерять 18-битные ADC сигналы с частотой до 10 MS/s.

Рис 7. Yokogawa предоставляет гарантированно точные значения напряжения, силы тока, мощности и гармоник по всему диапазону измерений прибора, а не только при постоянном токе.

Возможность определения и применения условий срабатывания по определённым событиям – или триггеров, а также создания пользовательских расчётов, в зависимости от нужд вашего процесса. Функция триггера по событию позволяет задавать определённые пределы, и производить фиксацию показаний, попадающих в (или наоборот, за пределы) эти ограничения по мощности, силе тока или других параметров. Пользователи также могут задать до 20 различных математических зависимостей для собственных расчётов. Все данные, соответствующие триггерам, фиксируются и записываются в память, на съёмный USB носитель или распечатываются.

Рис 8. В модели WT5000 можно задать и настроить до 20 различных выражений для расчета параметров.

Измерители мощности Yokogawa способны измерять до семи различных фаз мощности со скоростью в 10 MS/s (18 бит). 10.1-дюймовый WXGA дисплей высоко разрешения позволяет использовать многооконный режим просмотра, отображая до семи волновых сигналов. Способность отображать вплоть до 12 страниц параметров измерений делает этот прибор идеальным для применения в испытании эффективности инверторных двигателей, техники использующей возобновляемую энергию, а также в тяговых механизмах, таких как насосы, вентиляторы и электрические ТС.

Рис 9. Отображение до 7 входящих волновых сигналов, включая напряжение и ток.

Коаксиальная структура большинства шунтирующих элементов входа у приборов Yokogawa обеспечивает низкое сопротивление и индуктивность, слабое влияние на фазовый сдвиг и минимальное рассеивание тепла. Теплопроводные каналы в шунтах и по всему прибору оптимизированы с целью получения равномерного распределения и минимального влияния на электрическое сопротивление.

Рис 10. Теплопроводные каналы в шунтах и по всему прибору оптимизированы с целью получения равномерного распределения и минимального влияния на сопротивление.

Технология isoPRO™ от Yokogawa обеспечивает быструю передачу данных (до 10 MS/s) и лучший в отрасли уровень изоляции компонентов входных каналов. Это сделано с целью применения в энергосберегающих процессах с высокими значениями напряжения, силы тока и частот. Специальная изоляция и оптическая передача защищают от шумов и взаимного влияния. Сигналы с повышенным шумом направляются по пути минимального влияния на элементы измерения.

Рис 11. Оптическая изоляция защищает от шумов и взаимного влияния.

Не бывает «абсолютно точных» измерений. Всегда имеется некая неизвестная, конечная и не равная нулю разница между измеренным значением и истиной. Другими словами, пользователь никогда не может быть на 100% уверен, что его прибор работает точно в рамках своих проектных пределов. Проведение регулярных калибровок сертифицированными методиками является известным способом получить уверенность в измеримой степени в средстве измерений, который сравнивает работу этого средства с соответствующим стандартом точности. Кроме калибровки самого прибора, также рекомендуется калибровать и весь применяемый измерительный контур, включая датчики, кабели, цепи и прочие входящие в него устройства.

Без применения средств калибровки, соответствующих стандарту ISO 17025, невозможно гарантировать точность измерений по сертификату ISO 9001. В зависимости от возраста и качества, показания измерительного прибора могут «уходить» от заданных характеристик из-за факторов температуры, влажности, насыщенности кислородом,  нагрузки и др. и возможно потребуют «подстройки» для возвращения назад в рабочий диапазон.

Обеспечивая проведение калибровочных мероприятий в срок, менее чем 10 рабочих дней, позволяет нашим заказчикам в регионе оптимизировать процессы плановых остановов на ремонт, а также быструю доставку. Компания Yokogawa также предлагает план «Золотого Стандарта» (“Gold Plan”), включающий до 5 лет регулярных калибровочных работ с доставкой, как единый пакет услуг, прилагающийся к покупке.