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日置 PW8001 功率分析仪 谐波和电压波动/ 闪变测量解决方案

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2024/4/15 10:14:03

一、前言

谐波和电压波动/ 闪变测试是电气产品所要求的IEC 标准中被称为电能质量低频辐射的EMC 测试的一部分。近年来,不仅是功率调节器,普通家用变频产品的高频噪声也被认为是电能质量的问题。

本应用案例介绍了如何将日置 PW8001功率分析仪 活用于噪声对策,进行符合IEC 标准的谐波和电压波动/ 闪变等低频辐射的测量,以及高频噪声的测量方法。


二、IEC 谐波、电压波动闪变测试是什么

在谐波测试中会测量设备电流消耗波形的畸变分量。谐波电流会导致设备的误动作或故障,并增加功率系统中的无功功率,因此,测试标准规定了对于谐波电流的限值。

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电压波动/ 闪变测试是针对电源电压波动和照明闪烁(闪变)的测试。当电源电压因电气产品的消耗电流变化而波动时,就会出现照明闪烁。闪变是一种健康危害,会给人带来不适,因此测试标准规定了电压波动/ 闪变的限值。

三、谐波和电压波动闪变测试的IEC 标准

每个测试对象都有自己的测试条件和确定限值的标准,测试必须参照的测试标准。此外,用于测试的测量设备也必须符合测量标准。日置 PW8001功率分析仪 是一款符合IEC 谐波和电压波动/ 闪烁测试标准的功率分析仪。

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谐波测试标准

测试标准所要求的,并且PW8001符合的测量标准:IEC 61000-4-7: 2002+A1: 2008

电压波动/ 闪变测试标准

测试标准所要求的、并且PW8001 符合的测量标准:IEC 61000-4-15: 2010

进行限值判定的评估系统

图1 显示了谐波、电压波动/ 闪变测试系统的框图。IEC 谐波及电压波动/ 闪变的测试标准使用带有交流电源RIN(Reference Impedance Network) 的测试系统。功率分析仪对测量对象的电源电压和电流进行测量,并输出基于测量标准的测量结果。电流测量使用电流传感器。如此,无需为测量电流而布设电源配线,可减轻配线和仪器损耗的影响,在接近实际工作环境的配线状态下进行测量。

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图1:谐波、电压波动/ 闪变测试系统

四、电源噪声带来的问题

谐波和电压波动/ 闪烁测试是针对低频辐射的测试。但是,在一些使用变频器的环境中,在极少数情况下,变频器设备的开关噪声会产生意想不到的高电平,从而导致周围设备出现故障。为了预防电源噪声引起的问题,对谐波和电压波动采取措施,在设备开发的初期阶段就确认噪声是比较有效的。此外,在早期对噪声问题采取行动,对于避免致命的开发延误也很重要。

五、HIOKI 的测量解决方案

HIOKI 功率分析仪 PW8001 的升级固件2.0 版本除了IEC 谐波和电压波动/ 闪变测量之外,还包括功率谱分析 (PSA) 功能。

进行限值判定的标准测试的情况下,必须使用专用的测试系统,即使是在开发初期的评估中,也可以通过检查谐波和电压波动来确定趋势,以便尽早采取措施。例如,如果在改变电源电路设计后发现谐波电流增加,那么可以预见 EMC 测试中会有超过限值的可能,因此就可以在早期确定是否需要采取降噪措施。

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IEC 谐波测量模式设置画面 ( 左)   

电压波动/闪变测量模式设置画面(右)

功率谱分析 (PSA) 功能

功率频谱分析功能可对电压、电流和功率进行 FFT 分析,与谐波分析功能相比,该功能可分析更高频率(6 MHz)的噪声,从而直观地确认IEC 谐波或电压波动/ 闪变中看不到的噪声。

日置 PW8001功率分析仪 可保证到1 MHz 的功率测量精度,对评估由逆变器或开关电源产生的高频传导噪声十分有用。

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HIOKI 的第三代功率分析引擎实现了六项“AUTO”测量

日置 PW8001功率分析仪 可同时并行处理正确的功率测量以及谐波和功率谱分析等所有操作。根据输入波形的大小和频率,测量量程和滤波器特性会在内部自动更新至状态。如此,一次测量即可正确测量所有分析结果,从而实现多角度的验证。

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六、结语

日置 PW8001功率分析仪 可以按照IEC 标准测量谐波和电压波动/ 闪变。对于“想摆脱电源噪声问题被掩盖,事后才采取对策的设计困境”或“想提前解决开关噪声问题”的开发人员,功率谱分析 (PSA) 功能提供了一种高频噪声的评估方法。


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