高效率电源设计解决方案

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1、高效率电源设计解決方案横河示波器及功率计在电源测量方面的应用上海横河国际贸易有限公司2006/7/21电源装置的设计和要求性能完全设计=产品性能+设计要求产品规格=电气的性能+机械的性能+环境的性能+规格的性能设计要求=最坏分析+部件损耗+FMEA输入突入电流linedropoutlinetransient线电压的sag和surgeblowout和recovery效率保持时间功率因数输出regulation输出纹波(PARD)动态响应上升时间下降时间turnondelay启动时间remotesensing遥控ON/OFF由PWM信

2、号控制输出保护过压过载短路温度机械相关尺寸EMC放电放射噪声传导噪声环境温度湿度静电放电(ESD)振动冲击ON/OFF功率周期drop安全部品creepingdistance表示接地协调绝缘耐压漏电流异常试验电源制限CEMarking低电压指令EMC(IEC801-1,2,3,4,5,6)(FCC,EN55022,CISPR22)可靠性波形品质热Derating耐久性包装振动冲击与电源相关的测试项目红字:DL7400/PSA测蓝字:PowerMeter测横河电机电源关联解決方案示波器:DL系列波形观测波形表示的品质使用方便和电源分

3、析功能深度内存和高速表示更新功率计:PZ4000&WT系列效率测定机器的静特性评价数值表示和输出测定精度和再现性良好横河WT系列功率计及PZ4000功率分析仪质量保证与测试工程制造与验收研究与开发功率测量带宽（Hz）总功率精度（%）各个产品的精度和带宽0.05DC101001k10k100k1M功率测量带宽[Hz]1MHz电池转换器（Ｒ＆Ｄ）家电，ＯＡ机器消耗功率的测量重电，功率，自动化生产线设备的维护工业电机产品(电源，发动机，空调他）生产・检查线的功率测量变频器（Ｒ＆Ｄ，检查）ＷＴ3０００系列功率基本精度0.02％ＷＴ１６００

4、功率基本精度０．１５％0.1Hz0.5Hz1MHzＰＺ４０００功率基本精度０．１２５％0.1Hz1MHz100kHzＷＴ２１０／ＷＴ２３０功率基本精度０．２％0.5Hz0.1功率基本精度[％]0.2宽频带测量电力电子技术的发展、节能设备的普遍应用被测对象变为非正弦波、波形严重畸变、包含大量高频成分要求宽频带功率测量与分析谐波测量对EMC的重视，要求限制谐波水平限制三相不平衡度、电压的波动与闪变等有效值的测量YOKOGAWA产品提供了各种有效值测量结果平均整流型原理的测量结果Vmn基波电压有效值V(1)真有效值测量结果Vrms谐波分

5、析状况下的真有效值单相电路的功率测量脉冲型负载的功率分析（例：待机状况下的功率测量）问题：电流值很小、脉冲功率、模拟式或数字式仪器不能测出功率值解决方法：利用电能值计算平均有功功率效率测量三相三线PWM变频调速电机：P4=单相输入功率PA=三相输出功率变频器输入电流变频器输出电压每一个周期的功率计算结果详细的功率分析：（YOKOGAWA产品特色）每一个周期的功率计算结果（例如：电机启动过程）功率的谐波分析结果电机电压电机电流功率计算结果功率因数分析真功率因数测量：电源测量实例PF=W/VAPF=87.193/113.753PF=

6、0.76651问题电流波形的过零点在哪里？如何测定两个波形之间相角？真功率因数PF=W/VA基于FFT的基波功率因数各次谐波的功率因数功率因数分析电源测量实例：基波功率因数PF=CosØBetweenFundamentalWaveformsPF=Cos21.06PF=0.9332基波功率因数的计算结果PF=P1/S1PF=48.16/51.61PF=0.9332此测量情形表明：真功率因数与基波功率因数并不相同功率因数分析三相系统的功率因数测量PFTotal=W/VA三相四线负载PFTotal=(W1+W2+W3)/(VA1+V

7、A2+VA3)三相三线负载两表法(3P3W)：PFTotal=(W1+W2)/(3/2)(VA1+VA2)三表法(3V3A)：PFTotal=(W1+W2)/(3/3)(VA1+VA2+VA3)功率因数分析测量实例：3V3A法P=P1+P2PF=P/VA注意：三相视在功率算法带宽选择带宽的选择、设置与意义测量噪音、被测电路中的高频成分的区别仪器的测量范围：PZ4000：DC～2MHzWT1600：DC～1MHz根据实际测量情况选择设置谐波分析谐波分析用电设备的谐波限制标准IEC、IEEE、中国国标谐波测量仪器的要求IEC

8、标准、国标谐波分析谐波分析应用实例：电源输入测试U1=总电压值rmsU1(1)=基波电压I1=总电流值rmsI1(1)=基波电流I1(3)=3rd谐波电流P1=总有功功率总值计算到500次谐波,带宽30KHz应用问题PZ4000普通测量方式2MHz