Was ist ein Leistungsanalysator?
Ein Leistungsanalysator ist ein Gerät zur Messung der von elektrischen Geräten erzeugten Leistung.
Durch die Messung der Leistung ist es möglich, die Effizienz der Energieumwandlung und eventuelle Fehler in den Geräten aufgrund von Spannungsabfällen zu überprüfen.
Die Leistung selbst kann auch ohne Leistungsanalysator mit einem Wattmeter gemessen werden. Die Möglichkeit, neben der Leistung auch andere Parameter wie Spannung, Strom und Frequenz zu messen, ist jedoch ein Vorteil, den Wattmeter nicht haben.
Auf dem Bildschirm der Ergebnisanzeige gibt es mehrere Kanäle. Durch die Einstellung der Kanäle ist es möglich, nur die gewünschten Parameter anzuzeigen.
Anwendungen von Leistungsanalysatoren
Leistungsanalysatoren werden verwendet, um die Effizienz der Stromerzeugung aus natürlichen Energiequellen wie Sonnen- und Windenergie zu messen.
Die Stromerzeugung mit natürlichen Energiequellen wie Sonnen- und Windenergie wird als erneuerbare Energieerzeugung bezeichnet. Die Nutzung erneuerbarer Energien wird immer beliebter, weil sie umweltfreundlich ist. Auf der anderen Seite hat sie den Nachteil, dass die Energieversorgung klimaabhängig und damit weniger effizient ist als z. B. die thermische Stromerzeugung.
Die Messung des Wirkungsgrads der Stromerzeugung bestätigt, dass der Strom ordnungsgemäß geliefert wird. Außerdem wird sichergestellt, dass bei einer Verringerung des Wirkungsgrades der Stromerzeugung aufgrund von Energiemangel Reservesysteme aktiviert werden.
Funktionsweise des Leistungsanalysators
Leistungsanalysatoren messen den Leistungsfluss in elektrischen Geräten. In diesem Abschnitt wird die Methode zur Berechnung der Leistung in Gleich- und Wechselstromkreisen beschrieben.
In Gleichstromkreisen kann die Leistung durch Multiplikation der gemessenen Spannung und des Stroms berechnet werden.
In Wechselstromkreisen ist der Stromwert jedoch nicht konstant und kann nicht einfach durch Multiplikation von Spannung und Strom gemessen werden. Um den Leistungsfluss zu messen, ist eine Bestimmung des Effektivwerts des elektrischen Signals erforderlich.
Leistungsanalysatoren sind in der Lage, Frequenzzyklen digital zu erkennen und zuverlässige RMS-Werte bei der Leistungsumwandlung zu berechnen.
Die Kenntnis des Effektivwerts verdeutlicht die vom Gerät durchgeführten Berechnungen. Bei Wechselstromkreisen wird der Effektivwert als quadratischer Mittelwert ausgedrückt, um das Gleichstromäquivalent zu berechnen.
Auswahl eines Leistungsanalysators
Leistungsanalysatoren lassen sich je nach Preisklasse in preisgünstige und hochwertige Modelle unterteilen.
Die beiden Schlüsselfaktoren bei der Auswahl sind die Genauigkeit der Leistungsmessung und der Frequenzbereich: High-End-Modelle werden verwendet, wenn Frequenzbereiche über 100 kHz oder Frequenzen unter 1 Hz gemessen werden sollen oder wenn ein hohes Maß an Messgenauigkeit erforderlich ist.
Modelle, die sich für die hochpräzise Messung von Phänomenen mit großen Schwankungsbreiten (Standby-Leistung/Vollleistung) und die Messung von Umrichtern und Schaltantrieben eignen, sollten aus den etwas teureren Modellen der Mittelklasse bis zur Oberklasse ausgewählt werden. In anderen Fällen können die preisgünstigen Modelle verwendet werden.
Arten von Leistungsanalysatoren
Leistungsanalysatoren führen hochpräzise Leistungsmessungen durch, und in den letzten Jahren sind verschiedene fortschrittliche Modelle von unterschiedlichen Herstellern auf den Markt gekommen.
1. Oszilloskop-integrierter Typ
Herkömmliche Leistungsanalysatoren verfügten nicht über eine Wellenformbeobachtungsfunktion, so dass ein separates Wellenformmessgerät wie z. B. ein digitales Oszilloskop erforderlich war.
Im Jahr 2015 wurde ein Modell mit integriertem hochauflösendem Oszilloskop auf den Markt gebracht, das die gleichzeitige Messung von Leistung und Kurvenformen mit einem einzigen Gerät ermöglicht. Derzeit sind ähnliche Modelle mit integriertem Oszilloskop von mehreren Unternehmen erhältlich.
2. Modelle mit hoher Messgenauigkeit
Einige Modelle von Leistungsanalysatoren bieten eine hohe Genauigkeit bei der Leistungsmessung und bei der Messung der Frequenz der Leistung. Einige der höherwertigen Modelle können über 100 kHz und unter 1 Hz messen.
Sie eignen sich für hochpräzise Messungen von Phänomenen mit einem großen Variationsbereich und für Messungen von Umrichter-Schaltantrieben.
Weitere Informationen über Leistungsanalysatoren
Leistungsanalysatoren zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:
1. Tragbarkeit
Sie sind kompakt und leicht, da sie in vielen Situationen eingesetzt werden, in denen Messungen vor Ort erforderlich sind, z. B. bei Solarzellen. Erreicht wird dies durch den Einsatz von Technologien wie der Kondensation von Rechenfunktionen, die früher in Hardware ausgeführt wurden, in der Leistungsanalyse-Engine.
2. Anpassungsfähigkeit an die Umwelt
Das System ist so konzipiert, dass hochpräzise Messungen auch in rauen Temperaturumgebungen möglich sind, wie z. B. in Räumen mit konstanter Temperatur und in Maschinenräumen, in denen die Temperaturen schnell wechseln.
3. Datenübertragung
Die Verwendung von Adaptern, die mit drahtloser Technologie wie Bluetooth kompatibel sind, ermöglicht die Übertragung von Messwerten an Geräte wie Datenlogger.
4. Schnittstellen
Die Schnittstelle unterstützt eine Vielzahl von Standards, darunter USB, LAN, GP-IB, RS-232C, externe Steuerung und Synchronisation zweier Geräte.