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通过使用交流电源的“实际波形模拟”排除故障

在实验室再现从现场采集的三相交流电压波形

我们经常会在现场遇到设备误动作的故障。导致故障发生的原因包括电源线路的共模噪声,常规模式噪声,电源波动等等,作为初始应对措施,首先需要在现场获取电源线路的波形,边观察该波形,边查找发生误动作的原因。但是,由于出现故障的现象是间歇式或者是不规则的,因此,往往很难当场找出原因并采取措施。

在这种情况下,就会出现带回从现场采集的电压波形数据,通过交流电源产生与之相同的波形,再现设备误动作。

因此,在这里为您介绍通过本公司的交流电源(PCR-LE系列)再现从现场采集的电源电压波形的方法。另外,这里为您介绍的是三相交流的案例,而单相,单相三线只是相应的相数减少,基本可以按照相同的方法操作。

1. PCR-LE系列交流发生系统的原理

PCR-LE系列是交流电源,同时也是在设备内部内置了任意波形发生装置的电源线路模拟器。因此,可以模拟市电系统电源,制作任意的电源波形。

如(图1)所示,内置的任意波形发生装置的波形发生系统拥有64个波形数据库,在各波形数据库中保存着一个周期用的波形数据。通过选择该波形数据,按照所设置的频率反复进行数据/模拟转换,就可以发生交流电压。波形数据库默认使用波形数据库0(正弦波),发生正弦波的交流电压。发生任意波形时,可以在其他63个波形数据库中写入任意定义的波形(任意波形),通过指定任意的波形数据库后执行,就可以让PCR-LE系列发生各种波形。

图1 PCR-LE波形发生系统

在三相系统中,各相(U,V,W)拥有相同的波形发生系统。因此,在发生任意波形时,需要在各相的波形数据库中写入波形。在这里,将从现场采集的电压波形保存到波形数据库中,通过PCR-LE系列(交流电源)输出该波形,从而在PCR-LE系列上再现从现场采集的交流电压波形。

2. 准备

再现波形时,需要使用如下的设备等。

  • 程序制作与控制软件 Wavy for PCR-LE(SD011-PCR-LE:菊水电子生产)※1

  • EXCEL(微软公司)

  • 使用3台PCR-LE系列(菊水电子生产)的三相系统※2

  • 采集的波形数据(各相电压的波形)

  • 电脑

※1:SD012-PCR-LE,SD019-PCR-LE,SD020-PCR-LE均可支持
※2:多输出型PCR-LE2系列也可以支持

3. 采集电压波形的条件

使用可以用CSV格式保存波形数据的示波器采集和记录数据。其中,PCR-LE系列的输出连接采用星型接线方式。线电压是各相电压的合成,因此,请务必采集各相电压的波形。需要注意的是,即使采集了线电压,也无法再现波形。

此外,通过示波器采集的数据数量必须是1万点以内。请务必在确认数据记录长度后采集数据。如果采集数据的记录长度超过了1万点,则需要使用其他工具(示波器的实用软件等),将数据压缩到1万点以内。

4. 将现场采集的电压波形保存到波形数据库中

按照(图2)的步骤,将从现场采集的电压波形保存到波形数据库中。

图2 波形数据库保存步骤

(1)将采集的波形数据转换成可通过Wavy for PCR-LE读入的数据

如(图3)所示,在采集的示波器的CSV数据中包含不需要的信息。使用EXCEL去除这些不需要的数据,如(图4)所示,只转换为所需的数据,作为“***.csv”保存。

图3 采集的波形数据示例,图4 修改后的数据

(2)使用Wavy for PCR-LE读入数据,缩放为可以在波形数据库中保存的任意波形数据

(步骤1)启动Wavy for PCR-LE。

(步骤2)通过[程序 > 创建编辑任意波形(A)],显示任意波形的界面。

(步骤3)在任意波形的种类中选择“任意”。

(步骤4)点击[读入]按钮,指定之前保存的数据(***.csv),进行读入。

(步骤5)显示出文本数据转换界面,指定一个周期所需数据的开始位置,结束位置,点击[转换]按钮。完成后,点击[返回]按钮,返回任意波形画面。通过上述操作,截取一个周期所需的数据,在界面中显示完成了横竖缩放调整,可以在波形数据库中保存的任意波形。

(3)保存创建的任意波形数据

通过点击任意波形界面上方的保存按钮,作为“***.arb”文件保存。其中,默认保存目标位置设置为[工具 > 环境设置 ]最下方的“任意波形保存文件夹”,在这里可以修改保存目录。

(4)将创建的任意波形数据传输到PCR-LE波形数据库

在任意波形界面的波形数据库选项中指定传输目标波形No.(波形数据库编号),传输目标相,点击传输按钮。如果是三相,则在同一个波形No.(波形数据库编号)中分别传输各相的波形。因此,需要进行三次传输(图5)。传输的波形可通过[显示 > 波形预览 > 波形示意图]进行确认。

图5 任意波形界面

5. 通过PCR-LE系列输出在波形数据库中保存的波形

使用交流电源PCR-LE系列再现从现场采集的三相交流电压波形的系统结构图如(图6)所示。

图6 发生系统

使用实际保存的波形数据库数据发生目标波形时,选择Wavy for PCR-LE的[工具 > 直接控制]。在这里指定电压,频率等,进行输出。在直接控制界面上还可以设置相位角,监视各相的电压,电流,功率等(图7)。

图7 直接控制界面

(图8)所示为依据从现场实际采集的波形数据,通过PCR-LE系列再现波形的示例。这里显示线电压。

图8 实际输出波形图

除交流电源PCR-LE系列之外,菊水电子可进行“实际波形模拟”的产品还有高速双极电源PBZ系列,电子负载装置PLZ-5W系列等。各种产品的操作步骤相同,采用从采集数据→再现的使用方式。如果您感兴趣,本公司可提供出借用演示机,欢迎随时咨询本公司营业部门。

TEXT BY
神崎 信夫
38坊如何开户?事业推进部 SE课

[主要产品开发业绩]
直流稳定电源 PAD-L系列,PMC系列,PAN系列,定制品
交流稳定电源 PCR系列
充放电电源装置 PFX40W-08,PFX20W-12,定制品
电子负载装置 PLZ-3W系列
电源控制器DPO2212A,PAK-E2,PIA3200

[销售实绩]
Aeroflex产品销售

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