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El analizador de energía de próxima generación

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El nuevo analizador de potencia PW8001 de HIOKI establece un nuevo estándar de la industria con su precisión incomparable, dando la mejor solución para mediciones de alta frecuencia y alta potencia. Esto deja mediciones de eficacia máxima desde aplicaciones basadas en SiC y GaN de nueva generación hasta complejos análisis de potencia del tren motriz multimotor.

Idóneo para aplicaciones de SiC y GaN

El empleo de semiconductores de SiC y GaN para todo género de convertidores de potencia está incrementando con fuerza. Mas, ¿por qué razón es tan interesante el empleo de semiconductores de SiC o bien GaN? Los semiconductores de SiC y GaN dejan progresar todavía más la eficacia de los convertidores de potencia y, al tiempo, dejan reducir el tamaño y el peso de los convertidores. Una ventaja auxiliar de la reducción de tamaño es que crea más flexibilidad en el diseño de PCB en espacios recluídos. Mas, como siempre y en todo momento, asimismo hay un inconveniente. Los semiconductores de SiC y GaN marchan a frecuencias de conmutación más altas que los semiconductores usuales basados en Si y producen más estruendos y requieren un analizador de potencia con un mayor ancho de banda y una mejor resistencia contra el estruendos externo. El Hioki PW8001, en combinación con los sensores de corriente Hioki, es la elección idónea para este reto. La precisión de potencia líder en la industria para CC y a frecuencias de cincuenta kHz o bien más, conjuntada con la relación de reducción de voltaje (CMRR) de modo común sin precedentes para los sensores de corriente PW8001 y Hioki, garantizan mediciones exageradamente precisas y no perjudicadas, aun en ambientes exageradamente estruendosos.

Cuando está desarrollando un cargador inalámbrico enormemente eficaz o bien un accionamiento de motor inversor para EV o bien drones, la precisión de su sistema de medición es crítica. Ha de ser capaz de medir las mejoras más pequeñas en la eficacia. Esto quiere decir que su analizador de potencia debe medir tanto CC como altas frecuencias como cincuenta kHz o bien aun más con la mayor precisión posible. El PW8001 es idóneo para este género de trabajos.

En combinación con el módulo de entrada de alta precisión U7005, que tiene una frecuencia de muestreo de 15MS / s y una conversión A / D de dieciocho bits, el PW8001 ofrece una precisión de potencia del 0,05 por ciento para CC, 0,03 por ciento a 50/60 Hz y un mejor 0,2 por ciento en el mercado a cincuenta kHz.

Analizador de Potencia para mil quinientos V DC CAT II

La tendencia a granjas solares más potentes ha llevado a un incremento del voltaje de trabajo. En la actualidad mil quinientos V CC se ha transformado en el estándar. Además de esto, las granjas solares se combinan con soluciones de almacenaje local para fines de equilibrio de la red o bien para otorgar energía las veinticuatro horas. Otra área donde el voltaje más alto se está volviendo más habitual es la electrificación de camiones pesados y buses. Al paso que los automóviles eléctricos normales emplean sistemas de cuatrocientos V CC o bien ochocientos V CC, el campo del transporte se mueve a mil doscientos V CC para acrecentar la potencia del sistema y reducir el tiempo de carga.
Para otorgar una solución de medición de potencia para estas nuevas tendencias tecnológicas, Hioki ha desarrollado el módulo de entrada de alto voltaje U7001. Con el U7001 Hioki es el primero en el mercado con un analizador de potencia de sobremesa CAT II de mil quinientos V CC. Esta clasificación deja usar el PW8001 para el desarrollo y las pruebas de producción de acondicionadores de energía solar, trenes de transmisión y soluciones de carga veloz para automóviles eléctricos pesados con un voltaje del sistema de más de mil V CC.

Análisis del sistema de accionamiento de cuatro motores

Actualmente, los drones se usan en una extensa gama de aplicaciones, como la realización de vídeos a vista de pájaro, la vigilancia, las inspecciones en ambientes peligrosos o bien la entrega de bultos. Los drones DEA, que están pertrechados con un desfibrilador, pueden aun salvar vidas pues pueden llegar ya antes que una ambulancia a los lugares de urgencia en lugares frecuentados como festivales o bien centros urbanos. Otras compañías aun están desarrollando drones más grandes y poderosos como los taxi-drones.

Para todos estos drones, la eficacia y la fiabilidad del tren motriz es exageradamente esencial, pues cada incremento en la eficacia va a conducir a un incremento en el alcance. El PW8001 con la opción de evaluación de cuatro motores es la herramienta de desarrollo idónea para drones y otros sistemas de accionamiento de cuatro motores como automóviles eléctricos de alto desempeño, buses eléctricos con motores en las ruedas y robots industriales. Le deja examinar el desempeño de los cuatro accionamientos de motor simultáneamente, lo que hace que el equilibrio del tren de transmisión sea considerablemente más veloz y simple y va a dar como resultado diseños más eficaces y fiables.

Corrección automática de cambios de fase

A lo largo del diseño de helicópteros de refuerzo para (H)EV o bien sistemas activos de corrección del factor de potencia para la red, la medición de la pérdida de potencia de los reactores y transformadores es fundamental. La naturaleza inductiva de estos componentes hace que sea bastante difícil de medir con precisión, en especial a altas frecuencias. Una de las razones de esto es que el voltaje y la corriente deben medirse precisamente al tiempo para poder medir la potencia activa. No obstante, los sensores actuales siempre y en toda circunstancia van a tener un retraso de tiempo. En consecuencia, para poder medir la pérdida de un reactor o bien transformador con precisión, el retraso de tiempo de los sensores de corriente debe eliminarse en todo el rango de frecuencias.

Por tal razón, Hioki ha incorporado una función de corrección de cambio de fase como estándar hace unos años, que ahora se ha mejorado a una función simple «plug-and-play» que no requiere entrada manual como la función de corrección automática de cambio de fase (APSC). Esta nueva y única función está libre por vez primera con el nuevo analizador de potencia PW8001. La función APSC garantiza un desempeño incomparable para las mediciones de pérdidas de reactores y transformadores de alta frecuencia.

A fin de que la función APSC funcione apropiadamente se requieren 2 cosas:

• el sensor de corriente con un difiero de tiempo incesante conocido
• el analizador de potencia que es capaz de compensar el difiero de tiempo

Siendo el único fabricante de analizadores de potencia que asimismo diseña y genera sensores de corriente, Hioki se halla en una situación única para optimar los sensores de corriente para el APSC.

Los sensores de corriente Hioki de las series CT68 y CT69 han sido diseñados para conseguir un difiero de tiempo incesante en todo el rango de frecuencias, como se muestra en la figura 1.

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Figura 1: Retardo de tiempo de los sensores HIOKI CT68

Debido a esta característica única, el PW8001 puede compensar el retraso de tiempo del sensor de corriente, con independencia de la frecuencia que esté midiendo. Otros sensores actuales en el mercado tienden a diseñarse con un enfoque en un cambio de fase bajo a altas frecuencias. Como consecuencia, estos sensores de corriente no van a tener un retraso de tiempo incesante en todo el rango de frecuencia. Esto se ilustra en la figura dos, donde se muestra el difiero de tiempo de un sensor equiparable libre en el mercado.

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Figura 2: Comparación de retardo de tiempo

Como el difiero de tiempo del sensor equiparable cambia entre 100ns y 20ns, esto deja en claro que este diseño hace que este sensor no sea conveniente para la corrección de cambio de fase, en tanto que el analizador de potencia no puede compensar el difiero de tiempo en todas y cada una de las frecuencias que mide.
Asimismo el posicionamiento del conductor en el sensor de corriente puede influir en la precisión de la medición. Esto se ilustra en las figuras tres y cuatro.

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Figura 3: Retardo de fase y posición del núcleo del cable de HIOKI CT68

En la figura tres, todas y cada una de las curvas están precisamente una sobre la otra, lo que muestra que no hay repercusión en el retraso de fase debido a la situación del conductor.
Exactamente las mismas pruebas se han efectuado con un sensor de corriente equiparable y el resultado se muestra en la figura cuatro.

cable de hioki
Figura 4: Retardo de fase y posición del núcleo del cable de HIOKI CT68

Figura 4: Difiero de fase y situación del núcleo del cable de HIOKI CT68

Los resultados son muy, muy diferentes. En un caso así, la situación del conductor influye en el difiero de fase a frecuencias superiores a cien kHz, y va a tener repercusión en la precisión general de la medición de potencia a altas frecuencias, como con el empleo de semiconductores de SiC y GaN.

Máxima flexibilidad

La creciente dificultad de las aplicaciones de energía, como las soluciones integradas para energía renovable con almacenaje local, conexión a la red y carga de automóviles eléctricos, requieren un incremento de los canales de energía para poder examinar el comportamiento activo de la energía de un sistema.
El PW8001 con sus entradas de nutrición modulares de ocho canales en un instrumento, la libre elección de los módulos de entrada de alta tensión U7001 y U7005 y el rango excesivo de sensores de corriente de 20A a 2000A, le ofrece la posibilidad de componer su solución de medición de potencia «a la medida».