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모터, 인버터 개발에 필요한 동기 측정 - IS8000 통합 소프트웨어
  • HIT 1545
IS8000 통합 소프트웨어 플랫폼
 

 
1. 개요
모터/인버터 평가 시스템에는 전력 분석기 및 파형 측정기와 같은 계측기가 통합되어 있습니다. 일반적으로 평가 데이터를 획득할 때는 각 계측기에서 데이터를 수집해야 하며, 고객의 요청에 따라 데이터 수집 시스템을 구축해야 합니다. 예를 들어, 전력계는 배터리에서 인버터로 입력되는 DC 전압, DC 전류 및 DC 전력과 인버터에서 모터로 출력되는 3상 AC 전압, AC 전류, 유효 전력, 주파수 및 Power Factor를 포함한 측정된 데이터를 모두 1초의 데이터 업데이트 속도로 가져옵니다. 오실로스코프와 같은 파형 측정기는 인버터의 Carrier 주파수를 보다 정확하게 캡처하기 위해 1MS/s 또는 10MS/s의 고속 데이터 수집을 수행합니다. 이 기능은 전력 데이터와 파형 데이터를 모두 일련의 평가 데이터로 저장하여 매우 빠르고 효율적으로 평가 결과를 기반으로 하는 리포트를 생성합니다..
 
2. 도전 과제

전력 데이터는 1초 또는 100ms의 데이터 업데이트 속도로 전력 분석기에서 PC로 전송 및 저장할 수 있습니다. 숫자 데이터의 단일 항목의 크기는 약 4바이트이므로 PC에서 인버터 입력/출력 전압, 전류, 전력 등 32개 항목을 수집하더라도 데이터 전송 시간은 문제가 되지 않습니다. 반면 3상 인버터 파형이 파형 측정기에서 10MS/s 샘플링 속도로 전송되어 PC에 저장되는 경우 전압 및 전류 신호의 파형은 6개이므로 초당 60메가바이트의 대량의 데이터를 전송해야 합니다. 파형 데이터의 양이 너무 커서 지정된 시간 내에 PC로 전송할 수 없는 경우, 측정 후에 데이터를 파형 측정 기기에 저장하고 PC로 전송하여 평가 테스트를 계속할 수 있습니다. 그러나 평가 테스트가 중단된 후, 데이터 전송에는 몇 초가 아니라 몇 분 정도 걸릴 수도 있습니다.
전력 분석기와 파형 측정기에서 데이터를 별도로 수집하므로 최소한, 계측기의 측정 시작 시간을 전력 분석기의 시작 시간(데이터 업데이트 주기의 위치)과 일치시켜 파형 샘플링 속도를 전력값  또는 전력 분석기의 값과 시간 동기화해야 합니다. 1초 단위로 시간을 동기화하는 것은 실용적이지만 100ms 내에서 시간 동기화를 수동으로 수행하기는 매우 어렵습니다. 이제 더 많은 테스트가 파형 데이터와 전력 데이터를 동시에 수집해야 하므로 데이터의 동시성이 중요한 문제가 되었습니다.
 
3. IS8000 솔루션
■DL950 10 Gbit 고속 데이터 전송
■IEEE1588 WT/DL 시간 동기화 디스플레이
■프로젝트 파일로 통합 파일 관리
■보장된 정확도의 신뢰성 높은 전력 데이터 활용
■파형 및 전력 분석기 데이터로 레포트 작성
 

 






4. IS8000 솔루션 (상세 설명 자료)
4.1 DL950 10기가 비트 데이터 전송으로 작업 효율 향상
ScopeCorder DL950은 10G 이더넷 인터페이스 옵션(/C60)을 통해 10Gbps 고속 데이터 전송*을 제공합니다. 기존 모델 DL850E는 100kS/s(16ch)의 PC 스트리밍을 제공하는 반면, DL950은 20MS/s(8ch)의 속도로 100배 더 빠른 데이터 전송을 제공하여 측정된 데이터를 PC 소프트웨어에 실시간으로 표시할 수 있습니다. 인버터 측정에서 스위칭 주파수가 높으면 고속 데이터 캡처가 필요합니다. DL950은 최대 20MS/s의 속도로 PC에 데이터를 연속적으로 전송하므로 테스트를 중단하지 않고 데이터를 출력할 수 있습니다. 데이터 전송이 완료되기까지 몇 분 정도 기다릴 필요가 없습니다.
또한 ScopeCorder DL950을 WT5000 고정밀 전력 분석기와 결합하면 고속 파형 데이터와 동기화하여 전력 소급성을 갖춘 고정밀 전력 측정을 통해 업계 최초로 달성할 수 있습니다.
*HiSLIP 통신: 고속 LAN 계측기 프로토콜: 이론적으로 1000BASE-T(1Gbps)보다 10배 빠른 데이터 전송이 가능합니다. DL950 10Gbps 이더넷(/C60 옵션)이 필요합니다. 옵션을 사용하지 않을 경우 전송 속도는 200kS/s(16ch)입니다.
*USB3.0 통신의 전송 속도는64 MB/s 입니다.

그림 1. DL850E 와 DL950 의 데이터 전송 속도 비교
 

그림 2. DL950 과 PC 접속


그림 3. DL950에서의 10 MS/s 데이터 전속 측정 화면
 
 
 
4.2 IEEE1588 WT/DL 시간 동기화 디스플레이
파형 측정기의 파형 계산 기능을 사용하여 전력값을 표시하여 검증하는 경우도 있지만, 측정 파형으로는 소급 가능한 정확한 전력 값은 얻을 수 없습니다. IS8000 통합 측정 소프트웨어 플랫폼을 활용하면, IEEE 1588 시간 동기화 기능을 사용하여 DL950과 WT5000을 동시에 연결하여 쉽게 동기화할 수 있습니다.  DL950 및 WT5000의 동기화 오류는 약 10마이크로초입니다.
WT5000의 전력 파라미터는 DL950에서 최대 20MS/s로 동시에 획득한 8개 채널의 연속 파형 데이터와 함께 PC의 동일한 시간 축에 표시될 수 있습니다. 이를 통해 전력 분석기 데이터의 트랜드를 파형 데이터와 함께 시계열로 표시하여 전력의 미세한 변동을 감지할 수 있습니다. 따라서 전력 변동으로부터 특정 시간에 발생하는 파형 이상 데이터를 확인하고 문제를 찾을 수 있습니다.
 
* IEEE 1588 표준: 시간을 동기화하는 데 사용되는 정밀 시간 프로토콜(PTP).
  네트워크상에 연결된 장치 간에 연결합니다.
PTP=Precision Time Protocol (정밀 시간 프로토콜)
* DL950 IEEE1588 마스터 기능(/C40 옵션)이 필요.
* DL950 2대의 동기화 오차는 150ns 이내.
* DL950 10Gbps 이더넷(/C60 옵션)이 필요.
* 2대 이상의 동기화 측정이 필요할 경우, IS8000 다중 장치 동기화 옵션(/SY1) 필요








 

그림 4. 파형 데이터 모니터 화면
 

그림 5. 전력 데이터와 파형 데이터의 시간 동기화 디스플레이


그림 6. 전력 데이터 및 파형 데이터의 커서 측정
 
 
4.3 프로젝트 파일별 통합 파일 관리.
IS8000 통합 측정 플랫폼은 개별 파일을 하나의 프로젝트 파일로 관리할 수 있습니다. 따라서 파형 데이터 파일과 전력 데이터 파일을 서로 연결하기 위해 이름이 같은 파일로 저장하거나 각 측정 데이터에 대한 폴더를 만들고 해당 폴더에 파형 파일과 전력 데이터 파일을 저장하여 파일을 관리할 필요가 없습니다.
데이터 파일은 길이를 지정하여 세그먼트로 나눌 수 있습니다. 전체 측정 주기의 데이터와 측정 도중 분석을 위해 필요한 기간의 데이터를 별도의 파일로 저장할 수 있습니다. 예를 들어, 사용자는 24시간 동안 측정할 때 파일을 1시간 세그먼트로 나누고 측정을 계속하면서 측정 프로세스가 완료된 세그먼트의 데이터를 분석할 수 있습니다.
 
측정이 완료되면 전체 측정 기간의 파일과 분할된 파일을 프로젝트 파일로 관리할 수 있습니다. DL950 2개를 사용한 측정이나 DL950 및 WT5000을 사용한 측정도 하나의 프로젝트 파일로 관리할 수 있습니다. 사용자가 DL950 및 WT5000을 측정할 때에도 파일 이름을 연결할 필요가 없다는 점은 개발 효율성 향상에 강력한 도움이 됩니다.

그림 7. 프로젝트 파일 및 분할 파일의 통합


그림 8. 프로젝트 파일 디스플레이( 그림의 왼쪽 리스트)
 
4.4 보장된 정확도의 신뢰성 높은 전력 데이터 활용
파형 측정기에 전력값을 계산하는 기능이 통합된 제품이 증가하고 있습니다. 과도 현상에서도 데이터의 동시성을 보장할 수 있으므로 파형 측정기를 사용하여 전력값을 계산하는 것도 매우 유용하다고 할 수 있습니다. 그러나 사용자는 국가 표준에 따라 소급 가능한 전력 데이터의 정확성 보장에 주의를 기울여야 합니다. 파형 측정기의 주요 목적은 전압 프로브 및 전류 프로브를 사용하여 높은 대역폭과 높은 샘플링 속도로 측정된 신호의 모양을 보다 정확하게 캡처하는 것입니다. 즉, 전력 분석기와 달리 파형 측정기에 의한 전력 계산 결과는 정확성을 보장하지 않으므로 신뢰성에 주의해야 합니다. 요꼬가와 전력 분석기는 국가 표준과 연계된 매우 정밀한 측정 표준과 소급성을 보장하며 전압, 전류, 위상 및 주파수의 매우 신뢰할 수 있는 측정을 제공합니다.
 
IS8000 통합 측정 소프트웨어 플랫폼에서는 전력 소급성을 보장하는 WT5000의 전력 측정과 DL950의 20MS/s로 8채널 데이터 전송을 사용할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 전력값과 파형 데이터를 동시에 동일한 시간 축에 표시할 수 있습니다.
 
4.5 파형 및 전력 분석기 데이터로 레포트 작성
자동 레포트 생성 옵션(/RP1)을 사용하면 PC에서 레포트를 생성하고 출력할 수 있습니다. 사용자는 레포트 생성 마법사 기능을 사용하여 레포트 레이아웃(이미지 표시 포함)을 설정하여 레포트를 쉽게 생성할 수 있습니다. DL950 스코프코더 또는 WT5000 정밀 전력 분석기에서 측정하거나 저장한 파일에서 측정 조건, 파형 출력, 측정 결과 또는 기타 데이터를 선택할 수 있습니다. 레포트는 PDF 또는 EXCEL로 출력할 수 있습니다.
 
 

그림 9. 레포트 템플릿 편집 화면


그림 10. 레포트 작성 화면
 
 
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