Dreiphasige Wechselstromsysteme Software für die 3-Phasen-Leistungsanalyse mit MXO-Oszilloskopen

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Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG

MicroConsult Academy GmbH

dataTec AG

Comsol Multiphysics GmbH

Für seine MXO-Oszilloskope bietet Rohde & Schwarz die Softwareoption R&S MXO-K333 für die 3-Phasen-Leistungsanalyse. Die Option wurde für die dreiphasige Wechselstromsysteme entwickelt und bietet weit mehr als nur numerische Messwerte. Kombiniert werden wichtige Leistungsmessungen mit umfassenden Wellenformdarstellungsmöglichkeiten.

Mit der R&S MXO-K333-Softwareoption zur 3-Phasen-Leistungsanalyse für die Oszilloskope der MXO-Serie ergänzt die Software Mess- und Analysefunktionen zum Testen und Debuggen von dreiphasigen Stromversorgungssystemen, Antrieben und Wechselrichtern.

Sie ist für alle Vier- und Achtkanal-Modelle der MXO 3, MXO 4, MXO 5 und 5C Oszilloskope verfügbar und unterstützt die Analyse von Spannungs- und Stromsignalen in Dreiphasen-Wechselstromsystemen. Mit der Testlösung bleiben die erfassten Wellenformen während der Messung sichtbar, sodass Ingenieure die Leistungswerte und das Einschwingverhalten mit dem gleichen Gerät analysieren können. Andere Oszilloskopfunktionen wie Mathematik, Spektrumanalyse, Messwert-Tracking und Zonentrigger stehen für weiterführende Analysen zur Verfügung.

Geführter Setup-Wizard mit Verdrahtungsprüfung

Ein geführter Setup-Wizard ordnet die Oszilloskopkanäle den Spannungstastköpfen und Stromzangen zu, die für die 3-Phasen-Analyse verwendet werden. Er bestätigt die richtige Verdrahtung, übernimmt die Phasenidentifikation und unterstützt gängige Zwei-, Drei- und Vierleiter-Konfigurationen (2V2A, 3V3A und 3VN3A) sowie Stern- (Y) und Dreieck-Topologien (Δ). Damit lassen sich Verdrahtungsfehler bereits im Vorfeld vermeiden.

Nach der Konfiguration berechnet und bestimmt die Software zyklusbasierte (Cycle-by-Cycle) Effektivwerte, Leistungsfaktor, Wirkleistung, Blindleistung und Gesamtleistung. Über eine auswählbare Cycle-Source mit zugehöriger Filterung lässt sich die Referenzphase auch bei verrauschten oder verzerrten Signalen zuverlässig bestimmen – ein wichtiger Vorteil bei realen Umrichter- und Verteilnetzanwendungen.

Wirkungsgrad, Harmonische und Phasor-Anzeige

Durch die Definition der Eingangs- und Ausgangskonfiguration können Benutzer zudem den Dreiphasen-Wirkungsgrad des Systems ermitteln. Zu den zusätzlichen Analyseansichten gehören die Phasor-Anzeige, die Harmonischenanalyse und THD-Messungen gemäß IEC 61000-3-2 und MIL-STD-1399.

Mehrere Analyse-Instanzen erlauben die parallele Darstellung von Leistungswellenformen, Phasordiagrammen, Harmonischen-Spektren und FFT-Ansichten. Die Phasor- oder Vektordarstellung visualisiert dabei die Phasenlage von Leiter- und Phasenspannungen und -strömen und erleichtert so die Bewertung von Symmetrie, Unsymmetrie und Phasenverschiebung.

Echtzeit-Korrelation für Entwicklung und Fehlersuche

Als Oszilloskop-basierte Anwendung ermöglicht die Software, die Ergebnisse der 3-Phasen-Leistungsmessung in Echtzeit direkt mit den zugrundeliegenden Spannungs- und Stromverläufen zu korrelieren. Das ist besonders wertvoll in Forschung und Entwicklung sowie bei der Fehlersuche, wo das Leistungsverhalten häufig zusammen mit Schaltvorgängen, Transienten, Steuersignalen und Kommunikationsabläufen analysiert werden muss.

Der Anwender kann die 3-Phasenanalyse mit den nativen MXO-Funktionen wie erweiterten Triggerfähigkeiten, FFT, automatisierten Messungen, Track-Funktionen und Protokolldecodierung kombinieren. Von der hohen Signalqualität der MXO-Plattform profitiert die Messgenauigkeit dabei unmittelbar: Der 12-Bit-A/D-Wandler über den gesamten Abtastratenbereich sowie ein 18-Bit-HD-Modus reduzieren das Rauschen und verbessern so die Genauigkeit von Leistungs- und Oberschwingungsmessungen. Große Speichertiefen (bis zu 500 Mpoints je nach Modell) ermöglichen zudem langzeitige, hochaufgelöste Leistungsanalysen. Dadurch können Entwickler mit nur einem Messgerät von der Leistungsmessung direkt zur Ursachenanalyse übergehen.

Zu den typischen Einsatzgebieten zählen:

• Motor- und Antriebstests: Messung von dreiphasiger Eingangsleistung, Motorstrom, Wirkungsgrad, Leistungsfaktor und THD; auch während Anlauf- oder Fehlertransienten.

• Wechselrichter- und Umrichterentwicklung: Analyse der dreiphasigen Ausgangsqualität, der Oberschwingungen nach IEC 61000-3-2 sowie des Schaltverhaltens und dynamischer Ereignisse in der Steuer-Firmware.

• Power Quality und Verteilnetze: Bewertung von Symmetrie/Unsymmetrie, Blindleistungskompensation und Oberschwingungsbelastung in dreiphasigen Versorgungs- und Lastsystemen.

Die Oszilloskop-Software R&S MXO-K333 für die 3-Phasen-Leistungsanalyse ist ab sofort erhältlich. Die Freischaltung erfolgt als Software-Lizenz für das jeweilige MXO-Modell. (heh)

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