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别再为效率偏差消磨时间了!

发布日期:2023-07-04     318 次

效率偏差,一个恼人的存在!

 

效率评价,是电机测试的重要环节,尤其对于光伏逆变器、新能源汽车电机控制器等等,这些领域的测试工程师们担负着繁重的任务,快速、顺利地完成效率测试,意味着少加班多休息。因为现实中总会遇到“效率偏差”,很多时候,正是因为这种偏差太离谱,让测试陷入困厄,生生把我们的工作时长拉成了“996”。

光伏逆变器与电机控制器发展到现在,额定效率都达到了百分之九十多,再有百分之零点几的提升都会是一个很大的进步。而这个进步需要使用更精准的仪器来测试,才能进行有效评价。

业内顶尖的主体测试设备,例如横河的功率分析仪WT5000、WT3000E或者WT1800E等,完全可以满足上述测试的精度要求。但实测中,如果受附件和现场测量条件的影响过大,也会导致现场测量的效率出现过大或者过小的偏差。

以新能源汽车电机控制器为例,我们来分析一下实际测试过程中出现控制器效率值偏差的原因。

首先,我们来看一下效率的公式,效率是由电机控制器输出功率和电机控制器输入功率的比值计算得到的。

 

公式中:ŋ表示效率值

      Po表示电机控制器输出功率

      Pi 表示电机控制器输入功率

从公式可知,要得到准确的效率测量值,我们需要确保控制器输出功率和控制器输入功率测量的准确性。而功率测量最终还是归结到电压和电流的测量。所以我们只有保证电压和电流的测量足够准确,才可以保证效率值测量的准确性。

其次,电压和电流测量中,电压直接输入大部分情况下可以满足测量要求(横河功率分析仪电压可以直接输入1000Vrms),只要保证电压接线按照正确的接线方式接好即可;而功率分析仪直接输入的电流值会比较小,被测电流一旦超过了允许值,就需要用到电流传感器,所以大部分的误差影响归因在电流的测量上。

电流的测量可能会有以下几种情况导致测量出现误差:

 

01
 

电流传感器的量程限制

这是我们在选择电流传感器时首要考虑的,一般应选择稍大量程的电流传感器来涵盖我们的测试范围,满足最大测试需求;但是如果用量程过大的电流传感器去测试小电流则会导致误差增加,从而影响效率的测量。所以,应该注意两者的适度匹配,尽可能降低这方面原因造成的误差。

 

02
 

电流传感器的精度限制

电流传感器的种类繁多,精度不一,根据使用场合的具体需求可能会有一些不同的选择,如实验室需要进行高精度的测量,我们就可以选择高精度的闭环电流传感器(如横河公司CT电流传感器系列,精度达到0.05%);而在现场一些不方便拆线的场合,就可能需要使用更方便的开口电流钳(如横河公司的751552,精度在0.3%左右),使用电流钳会牺牲一些精度,对效率的测量会有一定的影响,所以在方便性和高精度之间,我们需要做出一定的取舍。

 

03
 

 

 
流传感器的带宽限制

 

不同电流传感器的带宽不一致,有的只能测量交流成分,这也是我们在选择电流传感器时需要重点考虑的因素。如果我们使用的是只能测量交流成分的电流探头,而被测的交流信号中带有直流成分,这样就会因为测量不到信号中所含有的直流成分导致被测信号幅值偏低;而在交直流都可以测量的电流传感器中,带宽更高的电流传感器说明可以采集的高频谐波会更多,测量值也更接近真实值,从而减少误差的产生。

 

04
 

仪器外部的现场问题

在汽车控制器的测试中,因为一般测试的电流都比较大,我们会考虑到抗干扰问题而使用带屏蔽层的动力测试线。但使用CT电流传感器测试带有屏蔽层的导线时,有时会出现输出电流测量值过大,从而计算出来的输出功率值过大,导致效率偏大甚至超过100%的情况。这主要是由于屏蔽层相互短接产生的感应电流算入了控制器输出电流导致的。一旦遇到此类情况,我们只需在动力线上把CT电流传感器测量处的屏蔽层剥掉即可。

 

以上是我们在实际测试中总结出的一些常见问题和对应方法,只要我们认真总结,细致分析,规避掉这些常见的问题,就可以提升测量的准确性,和我们的工作效率,轻松应对挑战啦!

 

 

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