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Test del misuratore digitale DC
La crescente espansione delle reti in corrente continua, l'integrazione delle microgrid in corrente continua e la proliferazione delle stazioni di ricarica in corrente continua per i veicoli elettrici, dove l'energia in corrente continua trasferita deve essere misurata con precisione a fini contabili, sono tutti fattori che determinano la domanda di misuratori in corrente continua. Dal momento in cui le letture del misuratore diventano la base per la fatturazione, i consumatori hanno un interesse personale nell'affidabilità e nella precisione del misuratore DC. Diventa una questione di fiducia garantire la corretta verifica, calibrazione e certificazione del misuratore DC utilizzato (ad esempio, conformità Eichrecht rispetto a EVDE- AR-E 2418-3-100).
La Figura 1 illustra il collegamento di una stazione di ricarica in corrente continua tra la rete e il veicolo elettrico con il flusso di energia durante la ricarica. La Figura 2 mostra una microgrid in corrente continua e l'uso di misuratori in corrente continua per i generatori e i consumatori di energia. Uno strumento di misura di potenza preciso come l'analizzatore di potenza della serie LMG600 può essere utilizzato per i test di pre-compliance dai produttori di misuratori, può servire come standard tracciabile per la certificazione dei misuratori ed è uno strumento di scelta per verificare il corretto funzionamento dei misuratori DC quando sorgono dubbi.
Figura 1: Stazione di ricarica DC
L'LMG600 fornisce misure di potenza ed energia in corrente continua estremamente precise. Può catturare direttamente l'uscita a impulsi di un misuratore digitale in corrente continua e calcolarne l'energia misurata su un numero liberamente definibile di intervalli di impulsi tramite l'editor di script integrato. Il confronto tra la valutazione degli impulsi e l'energia misurata direttamente dall'LMG600 può essere visualizzato in modo significativo grazie alla potente funzione CustomMenu. Laddove altri analizzatori di potenza hanno difficoltà, le esclusive funzioni di temporizzazione dell'LMG600 assicurano che gli impulsi e i cicli di misura rimangano perfettamente sincronizzati.
Figura 2: Microgrid DC
Impostazione e misurazione
Per garantire la validità del confronto, gli intervalli di tempo coperti dal misuratore di energia e dall'analizzatore di potenza devono essere identici. Questo è il punto in cui gli analizzatori di potenza tradizionali spesso si trovano in difficoltà e, di conseguenza, gli ingegneri addetti ai test devono introdurre ipotesi inaffidabili sul comportamento del flusso di energia nel tempo. Le misurazioni precise vengono sostituite da congetture e l'integrità della verifica del misuratore viene messa a repentaglio.
L'energia da misurare viene generata da un alimentatore di precisione e alimentata in parallelo sia nel misuratore di energia che nello strumento di riferimento, in questo caso un LMG600. Inoltre, l'uscita a impulsi del misuratore di energia è collegata all'ingresso ciclo esterno dell'LMG600, consentendo all'analizzatore di sincronizzare il proprio ciclo di misura di tensione, corrente, potenza, energia e altro con gli impulsi del misuratore. Poiché l'ingresso ciclo esterno è campionato a più di 5 MHz, gli impulsi saranno catturati in modo affidabile e preciso. La Figura 3 mostra l'impostazione di base della misura con l'analizzatore di potenza LMG641.
Figura 3: Configurazione di misura con LMG641
Una volta sincronizzati gli intervalli di impulsi con il ciclo di misura dell'analizzatore di potenza, è possibile registrarne la durata. In combinazione con l'uso di una sorgente DC altamente stabile e precisa, ciò consente di verificare facilmente l'accuratezza degli intervalli e quindi l'energia conteggiata.
La serie LMG600 offre la possibilità di personalizzare l'interfaccia grafica in modo da imitare un'applicazione specifica. Questa CustomGUI può essere alimentata con valori provenienti dallo Script Editor integrato (entrambi disponibili gratuitamente su richiesta), che consente di calcolare valori che derivano da diversi input di misura e che tipicamente esulano dall'ambito degli analizzatori di potenza comuni. Grazie alla combinazione di entrambi, è possibile visualizzare tutti i parametri rilevanti per l'applicazione e solo quelli, come ad esempio:
Nella maggior parte dei test di verifica e certificazione dei misuratori DC, l'energia sarà misurata su un certo numero di impulsi, ossia una misura di dose. L'utente può impostare il numero di impulsi desiderato nella CustomGUI.
Esempio di impostazione:
La CustomGUI offre un pulsante di avvio per iniziare a catturare gli impulsi dal misuratore DC e avviare la misurazione dell'energia, che terminerà automaticamente dopo i 5 intervalli di impulsi preconfigurati. L'LMG600 visualizza, e in parallelo registra, le letture e le variabili scriptate di interesse per ogni intervallo. La Figura 4 mostra l'elaborazione degli impulsi acquisiti.
Figura 4: Intervalli di impulsi del misuratore DC acquisito
Una volta raggiunto il numero di impulsi impostato, lo script calcola inoltre la deviazione tra l'energia misurata dall'LMG600 e il misuratore DC e la visualizza nella CustomGUI. Questa procedura può essere eseguita più volte per verificare la ripetibilità. I dati possono essere esportati in formato CSV, Octave e/o Matlab. Le Figure 5 e 6 mostrano il menu personalizzato e lo script sottostante. La Figura 7 mostra i dati registrati in parallelo.
Figura 5: Menu personalizzato LMG600
Figura 6: Script integrato dedicato LMG600
Figura 7: Registrazione dei dati dei parametri di interesse
L'analizzatore di potenza della serie LMG600 offre una soluzione all-in-one per la verifica/calibrazione dei misuratori di energia DC. Il DUT viene collegato direttamente allo strumento di riferimento e la misura viene eseguita in un unico passaggio. Non c'è bisogno di mettere insieme dati provenienti da fonti diverse, non c'è il rischio di incongruenze, non ci sono lacune nei dati, non c'è bisogno di riconciliare manualmente i file, non c'è bisogno di influenze di errori aggiuntivi da parte di altre apparecchiature. I risultati vengono visualizzati immediatamente in modo significativo e conciso e possono essere facilmente esportati in vari formati, come CSV, MATLAB o TDMS.
Specifiche del canale di potenza
La Serie LMG600 offre una misura accurata della corrente continua grazie al suo canale di potenza di tipo A. Il dispositivo viene consegnato con un certificato di calibrazione riconducibile al PTB o, su richiesta, con una calibrazione certificata DAkkS.
Trasduttore di corrente di precisione serie PCT
Per estendere il campo di misura della corrente dell'LMG600, i sensori della serie PCT, come illustrato nella Figura 8, offrono la massima accuratezza e sono inoltre supportati dalla funzione Plug'n'Measure, vale a dire che la scala e il campo vengono impostati automaticamente e i sensori vengono alimentati direttamente dall'LMG600. Con la sua migliore accuratezza DC di solo ± 0,0035%, l'errore di corrente aggiuntivo all'LMG600 è notevolmente basso.
Migliore accuratezza DC PCT: ± 0,0035%
Figure 8: Sensore PCT
I sensori PCT con funzione Plug’n’Measure sono disponibili con intervalli di:
Script Python per il controllo remoto
La procedura di misura sopra descritta utilizza l'editor di menu/script personalizzato integrato nell'LMG600 e viene eseguita sull'analizzatore stesso. Per replicare la stessa funzionalità in un banco di prova controllato a distanza, su richiesta possiamo mettere a disposizione uno script python adatto che interagisce con l'LMG600 tramite l'interfaccia Gigabit-Ethernet. Viene fornito con una classe python pronta all'uso e ben documentata che include funzioni come apertura e chiusura dell'interfaccia, scrittura, lettura e molte altre.
Figura 9: Script Python per integrare la misura dell'applicazione del contatore DC in un software di controllo remoto
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