在电动汽车的电机测试中电压、电流、功率、功率因数、频率等测量值的急剧变化让人头疼。这背后既可能源于作为运算基础的波形数据发生了异常,也可能受到电源波动、测量环境或测量仪器的影响。为了更全面地捕捉到异常现象的发生,我们需要强大配置的测量方案。用户可同时使用功率计和波形测量仪器,或者通过功率计的波形捕捉功能,从数值和波形数据的相关性进行验证。
但在同步测量的过程中也存在着不少操作难题,如因测量仪器内部时间的不同而产生的测量偏差(例如,短时间内部分数据丢失或信号电平下降等),将使波形数据的变化难以保持对齐状态;且较为复杂的数据转换更使长时间使用功率计测得的数值数据与波形测量仪测得的波形数据同步测量变得难上加难,针对此类疑难杂症,横河集成测试方案在串联起产品矩阵的同时致力于挖掘数据测量的多种可能。
IS8000出马,同步测量不是难题
在实际测量中,海量功率数据往往会蒙蔽工程师们的双眼,海量功率数据使其难以发现其中的异常数据,虽然他们可在采集数据后使用市售电子表格软件绘制趋势图找寻异常但却常常会在重新确认时因室外温度、湿度、试样温度等外部环境条件的影响而与异常失之交臂。同时某些情况下工程师们固然可以直接使用波形测量仪器的运算功能获取相关功率值,但却无法直接追溯到功率值所精确对应的波形。
而IS8000的出现则能从集成软件的角度出发,在选件IEEE1588的加持下以时间同步技术为媒,连接起横河DL950和WT5000两大测试神器。如此一来,工程师们即可直接在PC端的同一时间轴上同时观测WT5000的功率数据与DL950所取得的最快20MS/s、8ch的波形,并将其时序趋势以及如图2、3、4所示的细微异常的功率波动尽收眼底。
图2、3、4 电压、功率值异常时的波形数据观测示例
PX8000在手,波形数据、周期运算不用愁
除IS8000外,PX8000也拥有着强大的数据测试功能。如图5所示,除电压波形、电流波形外,横河PX8000还可将所采集到的电压与电流波形相乘,助力用户一键获取瞬时功率及其对应的波形数值。
图5 PX8000主机的瞬时功率波形示例
此外,灵活多样的光标应用亦是PX8000的一大亮点。工程师们不仅可以直接使用光标读取瞬时功率值,还能利用光标间的两种状态进行差分测量。如图6所示,用户可根据自身的测试需求从水平、垂直或标记中自行选择合适的光标,以同时测量时间差、电压/电流/功率差等参数。
图6 PX8000的光标间运算示例
其次,用户还能通过使用最大4M点的用户定义运算(波形运算、MATH)功能,计算出每个周期的功率趋势波形(其操作界面如图7所示),并结合光标功能测得特定周期值或周期间的差值。
在此基础上有特殊需求用户还能借助PX8000的应用软件760881 PowerViewerPlus将相关数据传送至PC端,进行大容量数值及波形分析。
图7 PX8000的每个周期的趋势运算示例
开启WT1800E HS功能
短时间内搞定平均值运算
在特殊环境下,横河WT1800E的HS功能正以意想不到的特殊配置,帮助用户轻松捕捉到直流功率的高速波动,或三相电机启动时的高速波动。一般来说,在测量电压和电流时,普通设备将根据每个周期或几个周期的波形数据计算并显示有效值,这就需要工程师们付出一定的时间以及测量成本。
然而在WT1800E的HS高速数据采集模式下,用户却能以更加精炼高效的方式获取非同一般的测试体验,其界面如图8所示。即便在没有一个周期的数据工况下,WT1800E也可通过横河独有的信号处理方式捕捉到信号波动,并在3种滤波器的组合发力下进行高速数据采集,以窥一斑而知全豹的高精度模式,让用户得以在不足一个周期的信号中求出有效值,其设置方式如下:
线路滤波器:采集数据时需始终启用。※截止频率可设置为300kHz以下但不能选择1MHz。
HS滤波器:可设置为禁用或启用,启用时可以1Hz为单位在1Hz~1000Hz的范围内设置截止频率。注:HS滤波器的响应速度由慢(1Hz)变快(1000Hz)。
区间平均处理:对测量区间(设备默认为5ms,可根据外部输入在1ms~100ms范围内变化)进行平均处理。
图8 高速数据采集在WT1800E上的显示示例
国家标准,高精度测试的基石
近年来,越来越多的波形测量仪器开始配备功率计的数据运算功能,功率运算也逐渐在同步化的过程中趋向便捷,但是有关国家标准的功率测量值精度却成为了一个绕不开的话题。
而横河功率计则是以国家标准为蓝本设立了相关计量标准,可为用户直接提供功率计的电压、电流、有功功率等高度可靠的数据,用户可参照图9了解新功率校正系统;另一方面波形测量仪器的主要用途是利用电压和电流探头,借高带宽和高采样率精确捕捉并测量信号的形状,鉴于该设备并没有测量精度的参数设置,因此用户需在使用时谨慎验证其可靠性。
图9 新功率校正系统的追溯体系图