一(yī / yì ／yí)變頻電量測試系統概述

  經過長期調研，結合用戶反饋，通過多年的(de)技術積累，提高産品質量，生産制造企業、科研單位可從兩個(gè)方面加強變頻電量測試儀器計量檢測系統的(de)建設：

  1、計量能力建設，完成準确的(de)量值傳遞過程，相關内容可參閱變頻電量計量系統解決方案。

  2、測試能力建設，完成摸底和(hé / huò)研究試驗，獲得科研數據。

  不(bù)論是(shì)計量還是(shì)測試能力均建議建立自動化的(de)控制、采集和(hé / huò)數據處理能力，提高試驗效率、減少人(rén)爲(wéi / wèi)幹擾。爲(wéi / wèi)提升生産制造企業、科研單位變頻電量計量檢測能力，結合我司計量檢測實力，提煉出(chū)變頻電量測試儀器測試系統總體方案配置。

  變頻電量測試儀器具體可指：各種電壓/電流傳感器及變送器、數字電壓表、數字電流表、功率計、功率分析儀、電能表、諧波分析儀以(yǐ)及由變頻電量變送器和(hé / huò)變頻電量測量儀器構成的(de)系統。

  變頻電量測試系統從功能上(shàng)大(dà)體可以(yǐ)分爲(wéi / wèi)四大(dà)部分：變頻測試電源、自動測試系統、自動化測試操作台和(hé / huò)被測試儀器或系統;

  變頻測試電源分類：YM/YD系列變頻測試電源、YR系列階躍響應測試電源、YDS系列雙向直流母線電源等;

  自動測試系統組成：100kHz六路采集系統、通訊轉換器、專用PC機和(hé / huò)上(shàng)位機軟件等;

  自動化計量操作台：時(shí)尚操作台主體、航空座椅、打印機等。

圖1 變頻電量測試系統解決方案

二變頻測試源

  測試能力要(yào / yāo)求盡量覆蓋被檢對象的(de)量程範圍，滿足科研生産需要(yào / yāo)。主要(yào / yāo)有頻率響應測試和(hé / huò)階躍響應測試兩大(dà)類産品。

01頻率響應測試

  采用全數字信号發生技術和(hé / huò)大(dà)功率串并聯功放，産生高電壓或者大(dà)電流的(de)正弦激勵信号，施加給變頻電量傳感器或測試儀器，通過改變激勵信号的(de)頻率觀察被測傳感器或儀器的(de)輸出(chū)就(jiù)可以(yǐ)得到(dào)它的(de)頻率響應。測試系統最核心的(de)就(jiù)是(shì)由全數字信号發生器和(hé / huò)大(dà)功率串并聯功放構成的(de)測試電源，天濤測試電源可全面覆蓋0~10kV、0~5kA、1Hz~200kHz的(de)輸出(chū)範圍，可靠性高、穩定性好、全數字化智能化控制。

  有些電源生産廠家采用可調功率電感、電容諧振的(de)方案産生激勵電流，通過調節電感和(hé / huò)電容參數達到(dào)需要(yào / yāo)的(de)電流幅值或頻率。此方案成本較低，但是(shì)參數漂動大(dà)，電流、頻率不(bù)穩定，可調性差，不(bù)能滿足高精度計量檢測需求。

表1 YD-50-100A交流大(dà)功率變頻電源技術參數

  100A、100kHz的(de)YD-50-100A交流大(dà)功率變頻電源是(shì)我公司成熟穩定産品，當需要(yào / yāo)提供更大(dà)輸出(chū)電流時(shí)，建議采購若幹台同型号産品将輸出(chū)并繞實現。例如實現500A、100kHz的(de)測試電流實現原理如下：

圖2 500A并繞測試原理圖

  采用5台100A的(de)變頻電源模塊并繞輸出(chū)實現500A的(de)測試激勵，通過操作台實現同步控制。如此，5台電源模塊可以(yǐ)靈活組合，既可以(yǐ)當做5台100A的(de)電源使用也(yě)可以(yǐ)當做1台500A的(de)電源使用。5台100A電源的(de)總輸入功率僅需75kW，大(dà)大(dà)低于(yú)1台500A電源的(de)輸入功率。

  通過操作台發出(chū)同步控制信号，同步時(shí)間≦5uS。通過電流源輸出(chū)并繞方式，可靈活實現系統擴容功能，可根據用戶實際情況增大(dà)電流源系統輸出(chū)電流，完成3000A變頻電量傳感器或測試儀器性能測試能力的(de)建設。

02階躍響應測試

  采用全數字信号發生技術和(hé / huò)大(dà)功率脈沖功放技術，産生近似理想的(de)高電壓或者大(dà)電流的(de)方波激勵信号，施加給變頻電量傳感器或測試儀器，觀察被測傳感器或儀器的(de)輸出(chū)就(jiù)可以(yǐ)得到(dào)它的(de)階躍響應即上(shàng)升時(shí)間和(hé / huò)下降時(shí)間。測試系統最核心的(de)就(jiù)是(shì)由全數字信号發生器和(hé / huò)大(dà)功率脈沖功放構成的(de)方波測試電源，天濤方波測試電源可全面覆蓋0~10kV、0~5kA、0~2kHz的(de)輸出(chū)範圍，di/dt≥2kA/uS，dv/dt≥5kV/uS，且占空比可調，可靠性高、穩定性好、全數字化智能化控制。

三自動測試系統

01自動測試系統組成及原理

  自動系統重點關注四個(gè)部分：電壓電流探頭、數字變送器、通訊轉換器和(hé / huò)上(shàng)位機軟件。電壓電流探頭用來(lái)監測測試電源的(de)輸出(chū);電壓電流探頭的(de)輸出(chū)和(hé / huò)模拟量接口的(de)被測對象的(de)輸出(chū)的(de)均由數字變送器轉換爲(wéi / wèi)數字信号上(shàng)傳給上(shàng)位機。數字量接口的(de)被測對象根據需要(yào / yāo)由通訊轉換器轉換連接到(dào)上(shàng)位機。上(shàng)位機同時(shí)采集變頻功率源或測試電源和(hé / huò)被測對象的(de)輸出(chū)自動完成校準比對、數據分析，并形成校準報告，同時(shí)可以(yǐ)存儲打印。

02電流探頭

  電流探頭的(de)一(yī / yì ／yí)般要(yào / yāo)求如下：

  1)電流測量範圍10~1000A

  2)最大(dà)允許誤差0.2%

  3)帶寬1MHz以(yǐ)上(shàng)

03電壓探頭

  電壓探頭的(de)一(yī / yì ／yí)般要(yào / yāo)求如下：

  1)電流測量範圍10~10000V

  2)最大(dà)允許誤差0.2%

  3)帶寬1MHz以(yǐ)上(shàng)

04數字變送器

  數字變送器的(de)一(yī / yì ／yí)般要(yào / yāo)求如下：

  1)至少可以(yǐ)同步采集兩路信号，同步時(shí)間≦5uS

  2)電流信号範圍:-6A~+6A，電壓信号範圍-100V~+100V

  3)最大(dà)允許誤差0.05%

  4)帶寬10MHz以(yǐ)上(shàng)

  數字變送器的(de)一(yī / yì ／yí)般要(yào / yāo)求如下：

  ● 至少可以(yǐ)同步采集兩路信号，同步時(shí)間≦5uS

  ● 電壓信号範圍-100V~+100V，電流信号範圍-6A~+6A

  ● 最大(dà)允許誤差0.05%

  ● 帶寬100kHz~2000kHz

  通訊轉換器的(de)要(yào / yāo)求如下：

  ● 可以(yǐ)完成帶有通訊接口的(de)被試設備與主機的(de)通訊連接

  上(shàng)位機(含軟件)要(yào / yāo)求如下：

  ● 安裝有自動采集校準軟件，可以(yǐ)同步采集被試設備和(hé / huò)标準源、測試電源的(de)輸出(chū)，并分析數據形成校準報告。具有數據存儲、管理及打印功能。

圖3 變頻電量測試系統工作原理

四自動化操作台

01時(shí)尚

  自動化操作台由專業公司設計，集成了(le／liǎo)當下流行元素，簡潔而(ér)不(bù)失大(dà)方。

02科技

  自動化操作台與變頻功率标準源隻有少量的(de)光纖連接，降低了(le／liǎo)線路敷設及維護成本，大(dà)大(dà)提高了(le／liǎo)變頻電量計量系統的(de)電磁兼容性和(hé / huò)試驗人(rén)員操作的(de)安全性。

圖4 自動化操作台