Validazione e debug per sistemi Motor Drive

La nuova serie MDA800 di Motor Drive Analyzers recentemente presentata da Teledyne LeCroy combina, in un’unica soluzione, l’analisi di potenza statica trifase (steady-state), le capacità uniche di analisi di potenza dinamica trifase e di analisi dei parametri meccanici del motore, e un sistema per il debug avanzato sino a una larghezza di banda di 1 GHz. Gli Mda (Motor Drive Analyzers) si basano sulla piattaforma di oscilloscopi HDO8000 con 8 canali d’ingresso standard (con l’aggiunta opzionale di ulteriori 16 canali digitali ) a 12 bit di risoluzione, campionamento a 2,5 GS/s, fino a 1 GHz di banda e con memoria di acquisizione fino a 250 Mpts/ch. Sono disponibili, inoltre, un set completo di opzioni software per trigger-decodifica-analisi di dati seriali, e una vasta gamma di sonde di tensione e corrente. Gli Mda si rivolgono a chi progetta e produce motori elettrici, motor drive, drive a frequenza variabile, drive a velocità variabile, a chi opera nell’automazione industriale e nei vari sistemi di controllo del movimento. Tutti coloro che progettano sistemi che utilizzano motori elettrici (veicoli, strumenti di potenza, elettrodomestici, ascensori, ventilatori, compressori, pompe, ecc.) potranno avere la giusta soluzione per validare controlli proprietari e interi progetti di trazione. Naturalmente, anche per chi progetta i sistemi trifase, gli Mda rappresentano la soluzione completa per l’analisi e il debug di tali sistemi.

Una soluzione completa
Un sistema motor drive completo è un mix complesso di elettronica di potenza trifase, sensori meccanici analogici e digitali, controlli integrati, con una varietà complessa di segnali analogici, digitali, seriali e Pwm. Gli oscilloscopi convenzionali a 8 bit possono acquisire segnali veloci relativi ai sistemi di controllo o a transistor di potenza. I Power Analyzers sono strumenti dedicati alla sola misurazione di potenza ed efficienza dei sistemi, ma forniscono una limitata o nulla capacità di acquisizione delle forme d’onda per un controllo integrato o per il debug del sistema. L’Mda consente l’acquisizione di forme d’onda dalla sezione di potenza trifase del drive, singoli transistor di potenza e sistemi di controllo integrati, ed esegue l’analisi di potenza trifase avvalendosi di uno strumento ad elevate prestazioni, consentendo il debug e l’analisi di tutti gli aspetti del motor drive.

Oltre i numeri
Vari parametri quali tensione, corrente, potenza (reale, apparente e reattiva), angolo di fase/fattore di potenza ed efficienza sono calcolati sulle forme d’onda acquisite e visualizzati in una tabella numerica. La tabella, configurabile dall’utente, viene visualizzata insieme alla forma d’onda acquisita e corrisponde alle informazioni normalmente fornite da un Power Analyzer che esegue le misure in una modalità operativa esclusivamente statica” (steady-state). In aggiunta l’Mda fornisce calcoli numerici in condizioni operative dinamiche. Forme d’onda che subiscano variazioni nei parametri di misura possono essere “sintetizzate” e visualizzate semplicemente selezionando un valore nella tabella. Questa forma d’onda è temporalmente correlata con le altre forme d’onda acquisite dall’Mda e può essere utilizzata per correlare comportamenti complessi del drive con altre forme d’onda del controllo o del sistema di potenza, e di debuggare eventuali problemi del system drive. Possono essere visualizzati i valori delle molteplici misurazioni possibili in forma statistica. Queste informazioni aggiuntive vanno ben oltre a quanto un Power Analyzer possa offrire.

L’analisi dinamica
La grande memoria di acquisizione dei Motor Drive Analyzers (fino a 250 Mpts/Ch) rende unica l’analisi della risposta dinamica di motori, motor drive e potenza trifase. Ad esempio, è possibile l’acquisizione continua per un tempo di 25 secondi ad una frequenza di campionamento di 10 MS/s. Questo consente di interpretare i comportamenti dinamici del drive, come lo stato di l’avvio, l’applicazione del carico e le sue possibili rapide variazioni, la correlazione dei problemi di risposta del drive alle diverse istruzioni date dal sistema di controllo, a guasti alla sezione di potenza. La modalità “Zoom+Gate” consente l’impostazione di tracce di zoom per tutti i segnali con la semplice pressione di un tasto. Così, le forme d’onda “sintetizzate” e i risultati numerici in tabella vengono automaticamente collegati all’area di zoom e i risultati aggiornati in tempo reale mentre l’area di zoom viene fatta scorrere sull’acquisizione originale o viene modificata nelle dimensioni. Si tratta di un modo potente e veloce per comprendere accuratamente i comportamenti del drive e le cause di eventuali anomalie.

Impostazione flessibile
L’interfaccia utente grafica è estremamente intuitiva e fornisce una facile guida per tutte le impostazioni e i collegamenti con il dispositivo da testare. Le impostazioni sono possibili per ogni combinazione di ingresso/uscita monofase o trifase e supporta entrambi i metodi di calcolo dei 2 e dei 3 wattmetri e la conversione di tensione da linea-linea a linea-neutro. Utilizzando il metodo dei 2 wattmetri e gli 8 ingressi dell’oscilloscopio HDO8000, è possibile misurare l’efficienza in/out del drive e del motore.

Integrazione meccanica
Il software Motor Drive Power Analyzer permette la semplice integrazione di quasi tutti i tipi di sensore (velocità, rotazione, posizione), inclusi tachimetri analogici e digitali, sensori Brushless DC Hall, interfacce per encoder a quadratura e resolver. In più, sensori ad effetto Hall e segnali QEI possono essere integrati attraverso ingressi digitali, riservando così i canali analogici per altri segnali.

L’importanza delle sonde
Sonde di tensione Teledyne LeCroy standard, attive o passive, e sonde di corrente possono essere usate per misure di potenza. In molti casi, le sonde richieste per il controllo integrato o per il debug della sezione di potenza possono essere usate per misure di potenza, rendendo non necessari ulteriori investimenti. Altri dispositivi di misura per tensioni e correnti (trasformatori, trasduttori, bobine Rogowski, ecc.) possono essere facilmente integrati nell’Mda. Un isolamento di 1000VRMS è disponibile con la serie di sonde differenziali ad alta tensione Teledyne LeCroy Hvd con un massimo di 2000VPK-PK di tensione differenziale e 1% di accuratezza. Si tratta di sonde ad alte prestazioni offerte a un costo ragionevole.

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