WT1800E - Präzisions-Leistungsanalysator

Der WT1800E gewährleistet eine Leistungsgenauigkeit von 0,05 % des Messwerts plus 0,05 % des Effektivwert-Messbereichs und ermöglicht eine Analyse der Oberschwingungen bis zur 500. Ordnung der 50/60-Hz-Grundfrequenz. Mit bis zu 6 Eingangskanälen, vielfältigen Anzeige-/Analyse-Funktionen und PC-Schnittstellen ist der WT1800E eine ideale Messungslösung für unterschiedlichste Anwendungen im Bereich der Energieeffizienz und der Analyse von Oberschwingungen.

• Grundgenauigkeit bei Leistungsmessungen: 
  • 0,05 % des Messwerts
  • 0,05 % des Effektivwert-Messbereichs

• Oberschwingungsanalyse bis zur 500. Ordnung der 50/60-Hz-Grundfrequenz
• Bis zu 6 Eingangskanäle mit 2 MS/s (16 Bit)

7 Leistungseingänge (6 elektrische und 1 mechanischer) und hochauflösendes Display

Gleichzeitige Messungen auf bis zu 6 elektrischen Leistungskanälen mit 2 MS/s (16 Bit). Das hochauflösende 8,4 Zoll XGA-Display des WT1800E erlaubt eine Aufteilung des Bildschirms und damit eine Betrachtung von bis zu 6 Signalen und die Darstellung von bis zu 12 Seiten mit verschiedenen Messparametern. Das Messgerät ist damit ideal für Effizienztests von Umrichter-gesteuerten Motoren, Technologien aus dem Bereich der erneuerbaren Energien und für Traktionsanwendungen, wie Pumpen, Gebläse und hybrid-elektrische Fahrzeuge. Das Gerät kann auch Messungen im Vektor-Format oder einen Trend über die Zeit anzeigen.

 Gewährleistete Genauigkeit über einen großen Messbereich

Genaue Messungen bei unterschiedlichsten Spannungs-, Strom- und Frequenzbedingungen. Die Grundgenauigkeit des WT1800E bei Leistungsmessungen wird von 1 % bis 110 % des ausgewählten Spannungs- und Strombereichs gewährleistet. Dies entspricht Spannungen von 15 mV bis 1100 Vrms und Strömen von 0,1 mA bis 5,5 Arms (beim 5 A Eingangselement) und 10 mA bis 55 Arms (beim 50 A Eingangselement). Das Gerät arbeitet dank eines sehr geringen Leistungsfaktor-Fehlers (±0,07 % der Scheinleistung) auch bei großen Phasenverschiebungen und hohen Frequenzen sehr genau.

Bereichskonfiguration

Signaländerungen lassen sich durch die Vermeidung unnötiger Bereichsumschaltungen schneller erfassen. Die Bereichs-Konfigurationsfunktion des WT1800E erlaubt dem Anwender eine Auswahl der Messbereiche auf der Basis des jeweiligen Anwendungsfalles, so dass der optimale Bereich schneller eingestellt werden kann. Dies reduziert die Messzeit bei sich wiederholenden Produktionstests, wie die Einstellung von OFF, 100 V, OFF und so weiter, was oft in Fertigungslinien zu finden ist.

Oberschwingungsanalyse

Analyse von Oberschwingungen bis zur 500. Ordnung der 50/60 Hz Grundfrequenz sogar bei einer Datenaktualisierungsrate von 50 Millisekunden. Der WT1800E bietet zwei Möglichkeiten, um Oberschwingungen zusätzlich zu den Leistungsparametern zu analysieren.

• Oberschwingungs-Messmodus (/G5 Option) für die Grundfrequenz, harmonische Komponenten und Gesamtklirrfaktor (THD)
• Option duale Oberschwingungsanalyse (/G6 Option) für eine parallele Messung von Oberschwingungen von zwei verschiedenen Quellen, zum Beispiel Ein- und Ausgang von Umrichtern, Motoren mit variabler Geschwindigkeit, Vorschaltgeräten, UPS usw.

Leistungsintegration und automatische Bereichswahl

Messung von gekaufter/verkaufter Energiemenge im Stromnetz oder geladener/entladener Energie bei Batterien. Die Leistungsintegrationsfunktion des WT1800E integriert Momentanwerte sowohl für positive als auch für negative Messwerte. Das Gerät misst auch die Gesamtenergie (Wh) und den Strom (Ah), wenn die Lastbedingungen stark schwanken, beispielsweise wenn ein Gerät vom Standby- in den Betriebsmodus wechselt. Wenn ein Eingangssignal aus dem erwarteten Messbereich fällt, kann diese Funktion den Messbereich automatisch anpassen, aber weiterhin die gemessenen Werte integrieren.

Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung

Die Hochgeschwindigkeits-Datenerfassungsfunktion kann Sigma-Urms, Sigma-Irms und Sigma-P von DC-Signalen und dreiphasigen Geräten alle 5 ms messen, wenn die externe Synchronisation auf OFF steht. Die Aktualisierungsrate kann auf 1 ms bis 100 ms eingestellt werden, wenn die externe Synchronisation auf ON steht, abhängig von der Frequenz des Taktsignals.

Flexible & automatische Datenaktualisierung

Manuelle oder automatische Einstellung des Messintervalls. Der WT1800E bietet 9 Datenaktualisierungsraten zwischen 50 ms und 20 s. Das Gerät kann durch eine automatische Anpassung der Datenmessrate auch schwankenden Eingangsfrequenzen folgen. Dies ist beispielsweise bei der Messung von Motoren hilfreich, wenn sich die Frequenz des Eingangssignals mit der Drehzahl ändert.

DC-Stromversorgung für AC/DC-Stromsensoren (/PD2 Option)

Der WT1800E lässt sich mit einer DC-Stromversorgung für die AC/DC-Stromsensoren der CT Serie ausstatten. Durch die Verwendung von speziellen Verbindungskabeln und Shunt-Widerständen kann der WT1800E auch große Ströme messen. Werden die Sensoren auf diese Weise angeschlossen, dann wird ein besseres S/N-Verhältnis und eine höhere Störfestigkeit erreicht.

* Die /EX Option muss im WT1800E installiert sein, um die Shunt Resistor Box nutzen zu können.

Motor-Evaluierungsfunktion

Damit lassen sich mehr als nur elektrische Parameter messen. Die Motor-Evaluierungsfunktion ermöglicht die Messung von Rotationsgeschwindigkeit und Richtung, Drehmoment, mechanischer Leistung, Synchrondrehzahl, Schlupf, elektrischem Winkel, Motorwirkungsgrad und Gesamtsystemwirkungsgrad mit Hilfe der analogen oder Puls-Ausgabe der Rotations- und Drehmoment-Sensoren.

Anwendungssoftware WTViewerEfree

Messungen über den PC einfach darstellen, steuern und herunterladen. WTViewerEfree ist eine kostenlose Software, die sich über eine Kommunikationsschnittstelle des PC mit dem WT1800E verbindet und numerische, Signal-, Trend- und harmonische Daten einfach über den PC zugänglich macht.

Anwenderdefinierte Ereignisse und Berechnung

Die Ereignis-Trigger-Funktion des WT1800E erlaubt dem Anwender die Einstellung von Grenzwerten für die Erfassung von Messwerten, die in oder außerhalb spezifischer Bereiche der Leistung, des Stromes oder anderer Parameter fallen. Daten, welche die Trigger-Bedingungen erfüllen, werden gespeichert, gedruckt, auf einem USB-Speicherstick abgelegt usw. Der Anwender kann außerdem bis zu 20 Ausdrücke für kundenspezifische Berechnungen definieren und nutzen.

Beispiel für die grundlegende Charakteristik, welche die hohe Präzision und ausgezeichnete Stabilität des WT1800E verdeutlicht

Beispiel für die Frequenz/Leistungsgenauigkeits-Charakteristik beim Leistungsfaktor von Eins

Beispiel für die Auswirkungen von Gleichtaktspannungen auf den Messwert

Gesamtleistungsfehler im Nennmessbereich für einen beliebigen Leistungsfaktor (50/60 Hz)

Beispiel für die Frequenz/Leistungsgenauigkeit bei einem Leistungsfaktor von Null

Der WT1800E ist ein vielseitiges Instrument, das hochgenaue Leistungsmessungen für Forscher, Entwickler und Ingenieure ermöglicht, die an unterschiedlichen Anwendungen aus den Bereichen Energieeffizienz und Energieeinsparung sowie erneuerbare Energie arbeiten. Ob für die Fertigung von energieeffizienten Geräten und Anwendungen, für hybrid/elektrische Fahrzeuge oder Technologien aus dem Bereich der erneuerbaren Energie, der WT1800E ist ein universelles Messgerät für elektrische Leistungsmessungen und die Energieanalyse. Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen gehören:

• Elektrische, hybrid-elektrische und Plugin-hybrid-elektrische Fahrzeuge
• Industrieanlagen, wie Umrichter, Motoren und Pumpen
• Technologien aus dem Bereich erneuerbare Energie, wie Sonnen- und Windenergie
• Büro und Haushaushaltsgeräte, wie Klimaanlagen und Kühlschränke
• Systeme für Datenzentren, wie Server, Router und Switches
• Batterieladegeräte und tragbare Geräte
• Vorschaltgeräte, LEDs & Leuchtstoffröhren
• Stromversorgungssysteme für Flugzeuge

Test von Umrichtern und Motoren

Überblick

Elektrische und hybride Fahrzeuge haben viele elektrische und mechanische Komponenten. Deshalb erfordert eine Evaluierung der Gesamtleistung Wirkungsgrad-Messungen in beiden Bereichen. Mit 6 Eingangskanälen für Leistungsmessungen, flexible Funktionen und eine große Bandbreite ist der WT1800E ideal für Leistungstests zwischen dem Eingang und Ausgang von Umrichtern. Eine optionale Motor-Evaluierungsfunktion ermöglicht die Messung der Rotationsgeschwindigkeit und des Drehmoments.

Stern-Dreieck-Transformationen

Ermittlung der Leiter- und Phasenspannungen aus den Summen und Differenzen der Momentanwerte von Spannung und Strom in jedem Element.

• Die nicht gemessenen Leiterspannungen und Phasenströme werden im Drei-Phasen-Drei-Leiter-System berechnet (Bild 1).
• Stern-Dreieck-Umrechnung: die Leiterspannung wird mittels der Phasenspannung aus den Daten des Drei-Phasen-Vier-Leiter-Systems berechnet.
• Dreieck-Stern-Umrechnung: die Phasenspannung wird mittels der Leiterspannung im Drei-Phasen-Drei-Leiter-System berechnet (3V3A System) (Bild 2).

Vorteile des WT1800E

Große Bandbreite und hohe Abtastrate

Der WT1800E zeichnet sich durch eine hohe 16-Bit-Auflösung und eine Abtastrate von 2 MHz aus, wodurch sich schnelle Signale mit höherer Präzision messen lassen.

Motor-Evaluierung: Elektrischer Winkel/Rotation/Richtung

Messung von Rotationsgeschwindigkeit, Drehmoment und Ausgangsleistung (mechanische Leistung) von Motoren über Analog/Puls-Eingangssignale von Drehzahl- und Drehmoment-Sensoren.

Oberschwingungen und duale Oberschwingungsanalyse

Gleichzeitige Messung von Verzerrungsfaktoren wie THD, Grundfrequenz und Oberschwingungskomponenten. Oberschwingungen bis zur 500. Ordnung können sogar mit einer Datenaktualisierungsrate von 50 ms gemessen werden. Anwender können auch Oberschwingungen von zwei verschiedenen Quellen gleichzeitig messen.

Lade-/Entlade-Messung bei Batterien

Mit den integrierten Messfunktionen kann auch das Laden/Entladen von Batterien untersucht werden. Die momentanen positiven und negativen Werte werden mit einer sehr hohen Abtastrate von 2 MS/s erfasst und integriert.

Netzfilter unterdrückt hochfrequente Komponenten

Bei der Leistungsevaluierung von Umrichter-Signalen können die Messwerte durch Hochfrequenz-Komponenten verfälscht werden. Eine digitale Filterfunktion ermöglicht eine Entfernung unnötiger Hochfrequenz-Komponenten, welche die Signale überlagern. Der Filter kann für jedes Eingangselement unabhängig eingestellt werden. Standardmäßig sind ein analoger Filter für 1 MHz / 300 kHz und ein digitaler Filter, der von 100 Hz bis 100 kHz in Schritten von 100 Hz eingestellt werden kann, verfügbar.

Wirkungsgrad von Systemen aus dem Bereich erneuerbare Energie

Überblick

Die mit Hilfe von Fotovoltaik-Modulen und Windturbinen erzeugte Energie wird durch einen Wechselrichter von Gleich- in Wechselspannung umgewandelt. Durch die Minimierung der Verluste in diesen Wechselrichtern lässt sich der Wirkungsgrad im Gesamtsystem verbessern. Der WT1800E verfügt über bis zu 6 Eingänge für Leistungsmessungen pro Gerät und kann damit Spannung, Strom, Leistung und Frequenz (für AC) vor und nach dem Wechselrichter, sowie den Wirkungsgrad des Wechselrichters und die Ladeeffizienz messen.

Messung der momentanen Spitzenleistung

Bei der Energieerzeugung durch Fotovoltaik-Anlagen verändert eine MPPT-Steuerung die Spannung, um die vom Sonnenkollektor erzeugte Energie zu maximieren. Der WT1800E kann nicht nur Spannung, Strom und Leistung sondern auch die Spitzenwerte für Spannung, Strom und Leistung sowohl für die Plus- (+) als auch Minus-Seite (-) messen.

Vorteile des WT1800E

Mehrere Kanäle und großer Eingangsbereich

Evaluierung des Wirkungsgrads von Wechselrichtern mit 6 Eingangskanälen für eine gleichzeitige Messung der Ein- und Ausgänge von Wandlern, Umrichtern und Akkus. Durch Direkteingänge (Spannungsbereich: 1.5 V bis 1.000 V und Strombereich: 10 mA bis 5 A oder 1 bis 50 A) lassen sich hochgenaue Messungen durchführen, ohne dass ein externer Stromsensor benötigt wird.

Klirrfaktor-Messung

Eine Energierückspeisung kann Spannungsschwankungen und Oberschwingungen verursachen. Mit der Harmonischen-Messungsfunktion lassen sich die Oberschwingungskomponenten messen und somit der Gesamtklirrfaktor (THD) berechnen und anzeigen.

Welligkeitsfaktor und Messung der Leistungsverluste

Eine benutzerdefinierte Funktion ermöglicht die Berechnung von Leistungsverlust sowie der Welligkeitsfaktoren für Gleichspannung und Gleichstrom zwischen dem Eingang und Ausgang. Bis zu 20 arithmetische Ausdrücke können definiert werden. Die Anzeigenamen für die arithmetischen Operationen F1, F2 und so weiter, können frei gewählt werden.

Typische arithmetische Ausdrücke

1. Gleichspannungswelligkeitsfaktor = [(Spannungsspitzenwert (+) – Spannungsspitzenwert (−))/2 × Gleichspannungswert (Mittelwert)] × 100
2. Leistungsverlust = Ausgangsleistung – Eingangsleistung

Energie gekauft/verkauft und geladen/entladen

Dies erlaubt eine Messung, der an das/vom Stromnetz verkauften/gekauften und der in/aus einer Batterie geladenen/entladenen Energie. Der WT1800E ermöglicht eine Integration von Strom (q), Scheinleistung (WS), Blindleistung (WQ) sowie der Wirkleistung der verkauften/gekauften Energie und im Lade-/Entlade-Modus. Außerdem ist über eine benutzerdefinierte Funktion die Berechnung der mittleren Wirkleistung innerhalb der Integrationsperiode möglich.

Wirkungsgrad von Umrichter-Motor in elektrischen Fahrzeugen

Überblick

Der WT1800E unterstützt Leistungsmessungen auf bis zu 6 Eingangskanälen und ist damit ideal geeignet, um den Wirkungsgrad zwischen dem Eingang und Ausgang eines elektrischen Fahrzeugs zu untersuchen. Eine optionale Motor-Evaluierungsfunktion ermöglicht eine gleichzeitige Überwachung von Spannungs-, Strom- und Leistungsänderungen sowie von Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit, der Drehmoments und der mechanischen Leistung.

Lade-/Entlade-Messungen bei Batterien

Mit den integrierten Messfunktionen lassen sich das Aufladen und Entladen einer Batterie untersuchen. Die positiven und negativen Momentanwerte können mit einer hohen Abtastrate von 2 MS/s erfasst und integriert werden. Die Gesamtwerte werden angezeigt.

Vorteile des WT1800E

Große Bandbreite und hohe Abtastrate

Der WT1800E zeichnet sich durch eine hohe Auflösung von 16 Bit und eine Abtastrate von 2 MHz aus und kann dadurch schnelle Signale mit größerer Präzision messen.

Oberschwingungen und duale Oberschwingungsanalyse

Motorprüfungen werden bei verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten durchgeführt. Der WT1800E unterstützt eine untere Grenzfrequenz von 0,1 Hz und kann damit Oberschwingungsmessungen auch bei sehr niedrigen Motordrehzahlen durchführen, ohne dass ein externer Erfassungstakt benötigt wird.

Motor-Evaluierung: Elektrischer Winkel/Rotation/Richtung

Messung von Rotationsgeschwindigkeit, Drehmoment und (mechanischer) Ausgangsleistung von Motoren über das Analog/Puls-Ausgangssignal von Drehzahl- und Drehmoment-Sensoren.

Individuelle Null-Funktion: Offset-Korrektur für jeden Eingang

Ein gängiges Problem beim Test von Umrichter-Motoren sind Umgebungsstörungen, durch die die Messwerte vor Beginn des Tests nicht Null sind. Mit der Null-Funktion des WT1800E kann der Anwender die Offset-Werte für Spannung, Strom und die Motor-Eingangssignale für jedes Element getrennt aktivieren, deaktivieren oder zurücksetzen.

DA-Ausgang und Fernsteuerung

Mit dieser Funktion kann der Anwender die Änderungen von Daten parallel zu anderen Messdaten (Temperatur, usw.) überprüfen und gleichzeitig Spannungs-, Strom-, Leistungs- und Wirkungsgradwerte übertragen. Die DA-Ausgabefunktion erlaubt eine Erzeugung von Analogsignalen auf bis zu 20 Kanälen.

Standardfunktionen

1. Steckplatz für externe Speicher
2. Element-Einstellungen
3. U/I-Bereichseinstellung
4. Anzeigeeinstellungen
5. Auswahl Messfunktionen
6. Integrationseinstellungen
7. Datenspeicherung

Optionale Funktionen

1. Eingebauter Drucker (/B5 Option)
2. Stromversorgung für Stromsensoren (/PD2 Option)

Standardfunktionen

1. Spannungseingang
2. Stromeingang
3. GP-IB-Port
4. BNC-Stecker für synchronisierte Messungen mit zwei Systemen
5. Ethernet-Anschluss (1000BASE-T/100BASE-TX)
6. USB-Port (PC)

Optionale Funktionen

1. Eingang für externen Stromsensor
   (/EX Option)
2. Drehmoment- und Drehzahleingang
   (/MTR Option)
3. D/A-Ausgang (/DA Option)
4. RGB-Anschluss (/V1 Option)

Zwei unterschiedliche Eingangselemente

Grundgenauigkeit bei Leistungsmessungen: ±(0,05 % des Messwerts + 0,05 % des Effektivwert-Messbereichs)*¹
Leistungsbandbreite: DC, 0,1 Hz bis 1 MHz
Niedriger Leistungsfaktor-Fehler: Einfluss des Leistungsfaktors bei cosø = 0

0,07% von S
S steht für den Messwert der Scheinleistung
ø steht für den Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom

Temperaturbereich: 23 ±5˚C
Strombereich:

• Direkteingang: 1/2/5/10/20/50 A^*2

  10/20/50/100/200/500 mA, 1/2/5 A^*2 (50 A und 5 A Eingangselement kann zusammen installiert werden)

• Externer Eingang: 50/100/200/500 mV, 1/2/5/10 V^*2

Spannungsbereich: 1.5/3/6/10/15/30/60/100/150/300/600/1000 V*2 Effektiver Eingangsbereich: 1% bis 110% Datenaktualisierungsintervall: 50 ms bis 20 s oder Auto

*¹ bitte beachten Sie hierzu die genauen "Spezifikationen"
*² Spannungs- und Strombereich gelten für den gerätespezifischen Crest-Faktor 3

In einem Gerät können gleichzeitig sowohl 5 A als auch 50 A Eingangselemente gleichzeitig installiert werden. Dadurch kann ein einziger WT1800E für mehrere Anwendungen genutzt werden, wie für die Messung der Standby-Leistung und die Evaluierung von verschiedenen Betriebsarten des Prüfobjekts.