在逆变器驱动电机的复杂波形测量中，如何准确测量失真波形的电压有效值或功率值？高采样率、高精度的功率测量仪器无疑是工程师的必备工具。但你是否受过这样的困扰——怎样同步进行波形观测与数据保存，并进行分析计算？虽然高精度功率分析仪WT5000具有可以连续输出波形数据的DS功能选项，但并未提供利用这些波形数据来计算电压值、电流值或功率值的方法。此时，横河集成软件平台IS8000就有用武之地了。IS8000与WT5000双剑合璧，可以在严格确保电压值（有效值）和功率值（平均值）精度的前提下以数据为粘合剂，实现联动测试的更多可能。接下来我们将为您详细解读这一集成方案。
WT5000的数据流输出(DS)功能
DS功能（选项）是一种可以将输入到WT5000的波形信号以连续或数值同步的方式输出到PC的功能。其中可连续输出（数据流输出）到PC的波形信号为全电压、全电流、电机（转速、扭矩）信号。同时鉴于WT5000的采样率为10MS/s，因此它可以将简单且稀疏的波形数据输出到PC。
此外，受波形数以及10kS/s-2MS/s的采样率范围限制，该功能还配备了可用于编程的通信命令，便于用户将相关数据轻松导入监控软件WTViewerE或集成软件平台IS8000 ，以进行数据保存和CSV转换。
IS8000的周期统计运算
IS8000的周期统计运算是一种使用示波记录仪的波形测量仪器或WT5000的DS功能以获取波形数据并计算得出相关参数的功能。在运行过程中，设备将根据波形数据中所包含的周期信号计算出每一个周期的波形参数包括：与电压纵轴相关的运算项目（Peak to Peak/Amplitude/Maximum/Minimum等）、与时间横轴相关的运算项目（Rise/Fall/Frequency/Period等）以及与面积相关的运算项目（Integ1TY/Integ2TY/Integ1XY/Integ2XY）。
在这些项目中，与纵轴相关的运算项目即有效值RMS，以及瞬时电压和瞬时电流相乘得到的瞬时功率的平均值（AVERAGE）均可通过检测周期获取精度较高的运算结果。而对于指定信号，其检测周期的方法也将取决于远端/中端/近端各线的设置，包括输入信号0至100的“%”设置，或可输入任意数值的物理量的“Unit”设置（详情可参见图1）。图1 周期检测的线设置
如何设置有效值和功率值的运算？
接下来我们将以设置有效值与功率值的运算步骤为线索，为您介绍这一方案的具体操作步骤：
01 启用DS功能
鉴于WT5000的最大采样率为10MS/s，而DS功能的最大采样率却不到主机采样率的1/5，仅为2MS/s，因此用户需在IS8000的DAQ (WT)设置界面中启用DS功能，并如图2所示尽可能设置高采样率以获得波形数据。图2 IS8000中的DS功能设置
02 使用MATH功能
对于所得的波形数据，请用户参照图3，使用MATH功能将电压与电流相乘。
图3 在MATH1中设置瞬时功率运算时IS8000界面的运算公式设置
03 选择周期统计运算
选择周期统计运算——接下来，用户即可在波形参数设置中选择周期统计运算。鉴于电压(WU1)和电流(WI1)均为有效值，因此请选择Rms选项。而当用户需要取瞬时功率的平均值时，则可在Math1中选择Avg，其界面如图4所示。
图4 IS8000中的周期统计运算设置
04 精确检测周期
为了更为精确地检测周期，用户应在通道设置中选择噪声最小、最接近正弦波的波形，并参考图5设置远端/中端/近端的各线。图5 IS8000中的通道设置
集成方案的测试验证
那么配有DS选件的WT5000与IS8000集成软件的强强组合，究竟能否帮用户获取精准可靠的测试数据呢？我们借助交流功率校准仪LS3300以及PWM逆变器来进行实测验证。如图6所示，我们先将LS3300与WT5000相连。由于是基准输入，因此WT5000的测量结果与设定值一致。图6 LS3300与WT5000的连接
图7 WT5000主机对LS3300输出的测量结果
图8 将电流波形作为周期检测信号时IS8000的周期统计运算结果
综合图7和图8的测试情况可知，使用WT5000的DS功能输出的波形数据，在经过IS8000周期统计运算后所输出的平均值结果，与直接使用WT5000所获取的测量结果几乎一致!接下来，我们还将根据WT5000主机的测量值验证PWM逆变器的输出。鉴于电压型PWM逆变器的电压波形为脉冲状波形，设备很难检测基波频率的周期。此外电流波形上所叠加的载波频率的三角波，在微小输入的情况下更易产生噪声，这也从侧面增加了周期检测的难度。在验证过程中，我们向空闲的输入元件（CH4）输入更接近正弦波的电流，如图9所示，并对该输入启用线路滤波器以获取噪声较小的正弦波，将其设置为周期检测信号再与周期统计运算的默认设置“Own”进行对比。图9 本次的连接方法
图10 WT5000中的测量结果
（逆变器的电压波形(U1)、电流波形(I1)、启用周期检测用线路滤波器后的电流波形(I4))
此外我们可以从图10中发现，WT5000的测量值就是与IS8000的周期统计运算进行比较的参考值，且进行周期检测的单元4的波形几乎是正弦波，相较于噪声较多的PWM脉冲状单元1的电流波形，更容易判断零交叉点。图11 将CH4波形用于周期检测时的测量结果图12 将波形检测设置为默认Own进行运算的结果（功率值差异很大）
由图11、12可知联合WT5000和IS8000，用户可在更多应用场景下进行可靠的数据挖掘。
