¿Qué osciloscopios pueden medir de forma fiable las pérdidas en un inversor para un motor de CA?

Para mi próximo proyecto en mi lugar de trabajo, estoy buscando un osciloscopio que me ayude a medir las pérdidas en uno de los interruptores de medio puente durante un período de conmutación. La última vez que hice esto, los resultados de la medición estaban muy lejos de la realidad, ya que el osciloscopio solo agregó pérdidas de conmutación y conducción donde las letras estaban totalmente equivocadas debido a errores de compensación de la sonda de voltaje. Además, no fue posible seleccionar un cierto intervalo sobre el cual se deben promediar las pérdidas. En resumen, estoy buscando algo que pueda:

  1. Distinguir entre pérdidas por conmutación y por conducción
  2. Calcule las pérdidas de conducción en función de un Rdson que ingrese (o incluso calcúlelo de manera confiable)
  3. Pérdidas promedio en un intervalo especialmente definido
  4. Realice cálculos basados ​​en todas las muestras adquiridas dentro del intervalo, no solo en las impresas en la pantalla

Además, espero poder calcular la temperatura de unión de los interruptores midiendo la caída de voltaje directo del diodo del cuerpo en ciertos valores actuales.

La frecuencia de conmutación de mi señal está entre 50 y 150 Hz, la frecuencia de PWM es de 10 kHz, los tiempos de subida y bajada de tensión < 100 ns. El voltaje de apagado en el interruptor es de 30 V, el voltaje de encendido <100 mV.

En este momento estoy considerando un osciloscopio LeCroy HDO4000 o Keysight 4000 S-Series con el software de medición de potencia adicional. Si el software funciona como espero, me ahorrará mucho tiempo durante el desarrollo. Sin embargo, los manuales de estos paquetes solo muestran mediciones realizadas en convertidores CC-CC, nada en convertidores CC-CA.

¿Alguien de ustedes tiene experiencias con estas herramientas u otras recomendaciones?

No hay mucha diferencia entre los convertidores DC-DC y DC-AC, en lo que respecta a la emocionante conmutación de borde rápido. Sería muy reacio a comprar un 'visor basado en cualquier software de medición específico. Mucho más flexible y controlable, posiblemente mucho más barato también, es usar un alcance de uso general, volcar los rastros en los archivos y luego procesarlos en MATLAB o Python. Pero me gusta escribir cosas de análisis y odio gastar dinero.
@Neil_UK ¡Muchas gracias, esto es realmente útil para mí! Esperaba ahorrarme el procesamiento posterior con el alcance de 12 bits, pero parece que no es el caso. Parece que no puedo evitar aprender cosas de Python y que una buena medición sigue siendo un trabajo que consume mucho tiempo...

Respuestas (2)

¿Por qué considerar un osciloscopio?

¿Por qué no un analizador de potencia? Newtons4th o Voltech/Tektronic

Hay una gama especialmente diseñada para inversores y "Modo PWM".

El PPA5530 de Newton4th puede operar en 3 fase 2 vatímetro + fase 3

En la configuración del vatímetro trifásico 2, los voltajes se miden en relación con la fase 3. La entrada de voltaje de la fase 1 está conectada entre las fases 1 y 3, y la entrada de voltaje de la fase 2 está conectada entre las fases 2 y 3, midiendo así fase a fase. voltaje directamente. Las entradas de corriente de las fases 1 y 2 están conectadas normalmente. No hay necesidad de medir la corriente en la fase 3 ya que la fase 3 no tiene tensión relativa a sí misma por lo que la contribución de potencia es cero. En este modo, el canal neutro muestra la corriente de fase 3 sintetizada. Manual de usuario de PPA55xx “KinetiQ” 8-2 La ventaja de este método de conexión es que la potencia trifásica se puede medir con solo 2 vatímetros. Esto libera la fase 3 de un instrumento trifásico para medir simultáneamente la potencia de una entrada monofásica (configuración trifásica 2 vatímetro + fase 3). Esto permite la medición directa de la eficiencia en un controlador de motor trifásico o una aplicación de inversor trifásico. La referencia de frecuencia para la fase independiente 3 se puede seleccionar para que sea tensión, corriente, la frecuencia de la línea de red o la misma que la fase 1 y 2. En este modo, se pueden medir frecuencias de hasta 1 kHz con la fase 3.

El PM6000 de Voltech/Tek es un analizador de potencia de 6 canales, por lo que puede utilizar un método de medición de 3 vatios en la entrada y la salida.

Esto le permite medir el consumo de energía trifásica de la red pública y el sumidero de energía trifásica de la carga.

¡Gracias por su respuesta! Este es un enfoque completamente diferente, ni siquiera he considerado los analizadores de potencia todavía. Es necesario investigar más, ya que parece ...

En nuestro laboratorio de la universidad usamos muchos osciloscopios LeCroy (waverunner, wavesurfer, hdo4000 y hdo8000) y son realmente buenos. Los usamos para mediciones en máquinas de CA y para experimentos en IGBT de alto voltaje (6,5 kV). Pero incluso con 12 bits es difícil medir el voltaje directo de un semiconductor, cuando puede tomar voltaje de bloqueo. Con un divisor de 10:1 y un voltaje de enlace de CC de 30 V, también puede ser fundamental medir exactamente menos de 100 mV. Pero medir los transitorios de conmutación no es un problema. Pero puede probar el software adicional antes de comprarlos. Creo que tienes que exportar los archivos de rastreo, lo cual es muy fácil con LeCroy, y usar un script de MATLAB.