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Q.boost Power Analyzer
GPA-Series

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Dreiphasiger Power Analyzer für elektrische Antriebe zur Messung von Netzqualität und Effizienz des Antriebsstrangs

Um die Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit kritischer Komponenten von Elektrofahrzeugen (EV) wie Batterien, Wechselrichtern und Elektromotoren zu bewerten, ist eine Leistungsanalyse bei EV-Tests unerlässlich. Diese Tests beinhalten die Untersuchung von Leistungsqualitätsparametern wie Oberwellen, Spannungsfluktuationen sowie Leistung und Leistungsfaktor. Eine präzise Analyse der DC-Leistung und der mechanischen Leistung ermöglicht es, die Antriebsstrang-Effizienz zu ermitteln. Dies unterstützt die Entwicklung robuster und energiesparender EV-Systeme, die den Industriestandards und den Erwartungen der Verbraucher entsprechen.

Qualities of E.I.S.

GI.bench – für moderne und robuste Messaufbauten

Die GI.bench vereint schnellere Versuchsaufbauten, Projektkonfiguration und -abwicklung sowie die Visualisierung von Datenströmen in einer digitalen Werkbank.

Sie ermöglicht es Ihnen, Ihre Mess- und Prüfaufgaben im laufenden Betrieb zu konfigurieren, auszuführen und zu analysieren. Greifen Sie überall auf Live- und historische Messdaten zu.

Erleben Sie mit dem UI-Design von GI.bench den Unterschied beim Zugriff auf hochverfügbare Messdaten – überall. Überzeugen Sie sich von der Leistungsfähigkeit der neuen Funktionen in Aktion mit unserer Mikrofon-Demo.

Um Ihre Test- und Überwachungsprojekte zu optimieren, enthält GI.bench jetzt ein Oszilloskop-Widget mit Sinus- und Rechteckwellenfunktionen und einem neuen FFT-Diagramm. Verbessern Sie Ihre Datenanalyse mit der Statistikansicht im Markerfenster. Greifen Sie über einen speziellen Baum auf historische Quellen zu und zeigen Sie Live-Daten mit einem Klick an. Diese Funktionen von GI.bench ermöglichen es Ihnen, Ihre Test- und Überwachungsprojekte effizienter zu konfigurieren, durchzuführen und zu analysieren.

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Vorteile der Leistungsanalyse bei EV-Tests

Die Leistungsanalyse bietet Ingenieuren und Messtechnikern detaillierte Einblicke zur Effizienz- und Leistungsverbesserungen ihrer Systeme.Durch präzise Messungen des elektrischen Antriebsstrangs, der Motren und Wechselrichtern, zeigt die Leistungsanalyse verbesserungswürdige Bereiche auf und trägt so direkt zu einem besseren Energiemanagement und einer besseren Gesamtleistung des Fahrzeugs bei.

  • Optimierung des Antriebsstrangs: Detaillierte Bewertungen der Signalqualität helfen Ineffizienzen beim Betrieb von Motoren und Wechselrichtern zu erkennen. Damit können Verluste minimiert und die Gesamtleistung verbessert werden.
  • Verbesserte Zuverlässigkeit der Komponenten: Durch die Erfassung und Bewertung der elektrischen und thermischen Belastung von Komponenten hilft die Leistungsanalyse bei der Entwicklung langlebiger Teile, die realen Betriebsbedingungen standhalten und das Risiko eines Komponentenausfalls minimieren.
  • Einhaltung von Sicherheitsstandards: Die Durchführung von Stromanalysen stellt sicher, dass E-Fahrzeuge die internationalen Normen für Sicherheit und elektromagnetische Verträglichkeit einhalten.
  • Systemintegration : Es unterstützt die nahtlose Integration elektrischer Systeme im Fahrzeug und verbessert die Funktionalität von Steuergeräten und anderen kritischen Systemen, die zur Fahrzeugsicherheit und zum Fahrerlebnis beitragen.

Wie die Leistungsanalyse funktioniert: Schritte zur Messung und Datenverarbeitung

Die Leistungsanalyse prüft nicht nur die Einhaltung strenger Industriestandards, sondern deckt auch potenzielle Verbesserungen auf. Durch eine rigorose Bewertung überbrückt die Leistungsanalyse die Lücke zwischen theoretischem Design und praktischer Funktionalität und stellt sicher, dass jede Komponente mit höchster Effizienz arbeitet. Dieser Prozess umfasst mehrere wichtige Schritte:

Systemaufbau

Bevor Sie mit der Leistungsanalyse beginnen, wird der Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs, einschließlich des Motor- und Batteriesystems, sorgfältig aufgebaut. Dazu gehört, dass alle Anschlüsse sicher verbunden sind und alle Messkanäle kalibriert ist, um die elektrische Leistung genau zu messen.

Signalerfassung und -aufbereitung

Messgeräte mit hoher galvanischer Trennung erfassen elektrische Signale des Antriebsstrangs eines Fahrzeugs. Diese Geräte müssen die Amplitude und Phase von Spannung und Strom in verschiedenen Komponenten präzise aufzeichnen. Hohe Präzision ist erforderlich, um Anomalien zu erkennen, die die Leistung beeinträchtigen könnten.

Parameter Auswahl

Ingenieure wählen relevante Messparameter wie Drehzahl und Drehmoment für die mechanische Leistung sowie Gleichspannung und Strom für die elektrische Leistung aus. Diese Parameter dienen der Bewertung der Effizienz von Energieumwandlungsprozessen und der Identifizierung potenzieller Bereiche für Energieeinsparungen.

Dynamische Analyse

Die erfassten Signale werden dynamisch analysiert, so dass die Ingenieure beobachten können, wie der Antriebsstrang des Fahrzeugs unter verschiedenen Betriebsbedingungen reagiert. Dazu gehören auch Tests unter verschiedenen Lastszenarien, um die realen Fahrbedingungen zu simulieren.

Bewertung der Kennparameter

Wichtige Parameter für Signalqualität des Strom, Oberschwingungen, Spannungsschwankungen und transiente Störungen werden bewertet. Dieser Schritt ist wichtig, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug unter einer Vielzahl von Umwelt- und Betriebsbedingungen zuverlässig und effizient arbeitet.

Datenintegration und Visualisierung

Die aus der Leistungsanalyse gesammelten Daten helfen Ingenieuren, Muster und Anomalien in den Daten schnell zu erkennen, was ein tieferes Verständnis der Systemleistung ermöglicht.

Optimierung

Auf der Grundlage der aus der Leistungsanalyse gewonnenen Erkenntnisse treffen die Ingenieure fundierte Entscheidungen treffen, um das Design und den Betrieb des Antriebsstrangs des Elektrofahrzeugs zu optimieren. Dazu können Anpassungen der Algorithmen zur Motorsteuerung oder Verbesserungen des Batteriemanagementsystems gehören, um die Gesamteffizienz und Leistung zu verbessern.

Kontinuierliche Überwachung und Feedback

Die Leistungsanalyse ist ein wesentlicher Bestandteil des kontinuierlicher Entwicklungszyklus von Elektrofahrzeugen. Die fortlaufende Überwachung stellt sicher, dass das Fahrzeug während seiner gesamten Lebensdauer hohe Leistungs- und Zuverlässigkeitsstandards beibehält, wobei das Feedback in zukünftige Designverbesserungen einfließt.

Dieser umfassende Ansatz verbessert nicht nur die spezifischen Funktionen der einzelnen Komponenten, sondern stellt auch sicher, dass das komplexe Zusammenspiel der verschiedenen Teilsysteme optimal funktioniert.

Unsere Power Analyzer Lösung

Die Gantner Power Analyzer (GPA) Series von Gantner Instruments lassen sich nahtlos in Antriebsprüfstände integrieren und ermöglichen umfangreiche Tests von Umrichtern und ganzen Antriebssträngen. Die EtherCAT-Schnittstelle erleichtert die Kompatibilität mit modernen Testsystemen. Der GPA100 misst und analysiert Spannungs- und Stromsignale in dreiphasigen Systemen und bewertet kritische Qualitätsparameter wie Oberschwingungen, Zwischenharmonische, Spannungsschwankungen, transiente Störungen, Unsymmetrie und Leistungsfaktor. Zu den zusätzlichen Funktionen gehören Eingänge für Gleichspannung, Gleichstrom, Drehmoment und Drehzahlmessung, wodurch sich das Systems für die Prüfung hochintegrierter E-Achsen mit Optionen für Qualitätsprüfungen und End-of-Line-Analysen besonders eignet. Diese Funktionen stellen sicher, dass jede Komponente des Antriebsstrangs hinsichtlich Leistung und Zuverlässigkeit optimiert werden kann und spiegeln das Engagement von Gantner Instruments für die Weiterentwicklung der E-Fahrzeugtechnologie wider.

Die wichtigsten Komponenten des Power Analyzers GPA100
  • Spannungs- und Strommessung: Mit bis zu vier Hochspannungseingangskanälen und vier Eingängen für Stromwandler erfüllt unser Power Analyzer die strengen Anforderungen moderner E-Fahrzeugtests und erfassen synchrone Daten während des Betriebs.
  • Signalverarbeitung: Eine hohe Abtastrate von 4 MHz pro Kanal und eine Bandbreite von bis zu 1,7 MHz ermöglichen die präzise Erfassung und Analyse von schnell wechselnden Signalen im Antriebsstrang. Dies ist entscheidend, um potenzielle Probleme zu erkennen, bevor sie die Effizienz oder Sicherheit beeinträchtigen.
  • Integrierte Datenverarbeitung: Der GPA100 verfügt über einen eingebauten Resolver für die Analyse von hochintegrierten E-Achsen und Optionen für Qualitäts- und End-of-Line-Prüfungen, die den Nutzen des Analysators in der Produktion erhöhen.
  • Flexible Integration und Datenübertragung: Die EtherCAT-Schnittstelle und die Kompatibilität mit CAN-Bus-Systemen sorgen dafür, dass sich der GPA100 reibungslos in bestehende Testaufbauten integrieren lässt und einen effizienten Datenaustausch ermöglicht.
  • Umfassende Power Quality Analyse : Funktionen zur Bewertung von Power Quality wie Oberschwingungen, Spannungsschwankungen und transiente Störungen tragen dazu bei, die Integrität und Zuverlässigkeit des Antriebsstrangs des Elektrofahrzeugs zu erhalten.

Mit bis zu vier Hochspannungs-Eingangskanälen und vier Eingängen für Stromwandler erfüllen unsere Power Analyzer die strengen Anforderungen moderner EV-Tests und erfassen detaillierte Daten unter verschiedenen Bedingungen.

Eine hohe Abtastrate von 4 MHz pro Kanal und eine Bandbreite von bis zu 1,7 MHz ermöglichen die präzise Erfassung und Analyse schnell wechselnder Signale innerhalb des Antriebsstrangs, die für die Identifizierung potenzieller Probleme entscheidend sind, bevor sie die Effizienz oder Sicherheit beeinträchtigen.

Diese Komponenten bieten flexible Gleichspannungsausgänge und eine integrierte Sensorversorgung für die Stromwandler.

Der GPA100 verfügt über einen eingebauten Resolver für die Analyse von hochintegrierten E-Achsen und Optionen für Qualitäts- und End-of-Line-Prüfungen, die den Nutzen des Analysators in der Produktion erhöhen.

Die EtherCAT-Schnittstelle und die Kompatibilität mit CAN-Bus-Systemen sorgen dafür, dass sich der GPA100 reibungslos in bestehende Testaufbauten integrieren lässt und einen effizienten Datenaustausch ermöglicht.

Fähigkeiten zur Bewertung von Netzqualitätsparametern wie Oberschwingungen, Spannungsschwankungen und transiente Störungen tragen dazu bei, die Integrität und Zuverlässigkeit des Antriebsstrangs des Elektrofahrzeugs zu erhalten.

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Einzigartige Merkmale der Gantner Power Analyzer (GPA) Series

Hervorragende Geräuschleistung

Das fortschrittliche Design des GPA100 erreicht einen Rauschpegel von deutlich unter –140 dB, was die präzise Erkennung subtiler Störungen und Oberwellen ermöglicht, die für die Effizienzbewertung von Energiesystemen erforderlich sind. Dieser außergewöhnlich niedrige Rauschpegel gewährleistet die Datenintegrität und ist entscheidend für Anwendungen, die eine hochpräzise Signalanalyse erfordern.

Harmonische Gesamtverzerrung (THD)

Mit einem THD von weniger als 3 ppm setzt der GPA100 neue Maßstäbe in seiner Klasse. Diese präzisen analogen Eingänge sind unerlässlich für Anwendungen, bei denen das Verständnis der Leistungsqualität und deren Auswirkungen auf die Systemleistung und -haltbarkeit von entscheidender Bedeutung ist.

Umfassende Power Quality Analyse

Der GPA100 unterstützt eine breite Palette von Messungen, darunter Leistung, Leistungsfaktor, THD und Wirkungsgrad, die alle in Echtzeit über EtherCAT bereitgestellt werden. Das Gerät ist außerdem mit einem konfigurierbaren Datenlogger und Funktionen zur Hochgeschwindigkeits-Signalerfassung mit bis zu 4 MHz pro Kanal ausgestattet und bietet Ingenieuren detaillierte Einblicke in instationäre und stationäre Bedingungen.

Formfaktor und Integration

Der Q.boost Power Analyzer ist in einem 19″-Rack-Gehäuse (4U) verfügbar und integriert sich nahtlos mit der GI.bench-Software. Das System bietet zwei Eingänge zur Frequenzmessung, die den Anschluss von Drehmomentsensoren mit Frequenzausgang und zwei Zählereingänge für Drehzahlsensoren (Tachometer) ermöglichen. Die Rohspannungs- und Stromwerte sind jederzeit über EtherCAT und unsere offene API zugänglich.

Ihre Vorteile mit Q.boost Power Analyzer

Der Gantner Power Analyzer GPA100 wurde für die umfassende Analyse der Netzqualität bei der Prüfung des Antriebsstrangs von Elektrofahrzeugen (EV) entwickelt. Dieser Analysator bietet detaillierte Einblicke in die Parameter der Netzqualität, einschließlich Oberschwingungen, Zwischenharmonische, Spannungsschwankungen, transiente Störungen, Unsymmetrie und Leistungsfaktor.

Leistungsstarke Eigenschaften:
  • Abtastrate und Bandbreite: Mit einer Abtastrate von 4 MHz pro Kanal und einer Bandbreite von 1,7 MHz eignet sich der GPA100 hervorragend für die Erfassung schnell transienter Signale, die für eine genaue Antriebsstrangdiagnose unerlässlich sind.
  • Mehrere Eingangskanäle: Vier Hochspannungs-Eingangskanäle und vier Eingänge für Stromwandler, die detaillierte Messungen unter verschiedenen Bedingungen ermöglichen.
Erweiterte Integration und Konnektivität
  • Flexible Formfaktoren: Erhältlich in portablen (Q.brixx) und 19″ Rack (4U) Varianten, kompatibel mit der GI.bench Software auf Windows- und Linux-basierten Q.core Controllern.
  • Verbesserter Datenzugriff: Verwendet eine offene API und unterstützt EtherCAT- und CAN-Bus-Schnittstellen, was eine nahtlose Integration in Automatisierungssysteme und einen einfachen Zugriff auf Rohspannungs- und Stromwerte ermöglicht.
Vielseitige Eingänge und außergewöhnliche Genauigkeit
  • Umfassender Eingangsbereich: Unterstützt Eingangsbereiche von ±500 mV bis ±1500 V mit galvanischer Isolierung aller Kanäle, geeignet für Hochspannungsanwendungen.
  • Überlegene Signalaufbereitung: Erzielt eine Verzerrung von weniger als 3 ppm und ein Grundrauschen von unter -140 dB, was höchste Genauigkeit bei der Leistungsberechnung gewährleistet.
Alleinstellungsmerkmale und Benutzervorteile
  • Nahtlose Systemintegration: Das Analysegerät lässt sich problemlos in bestehende Systeme integrieren und verbessert die Effizienz der Arbeitsabläufe durch seine EtherCAT-Schnittstelle für die Datenübertragung in Echtzeit.
  • Praktische Testanwendungen: Mit eingebauten Funktionen für Resolvertests und Anschlüssen für Drehmoment- und Drehzahlsensoren ist er vielseitig für verschiedene Testszenarien einsetzbar.
  • Integrierte Analyse: Der GPA100 misst nicht nur, sondern bietet auch eine eingehende Analyse kritischer Power Quality Parameter, die es Ingenieuren ermöglicht, potenzielle Probleme zu erkennen und die Systemkonfiguration zur Optimierung der Leistung anzupassen.

Der Q.boost Power Analyzer von Gantner Instruments ist eine moderne Lösung für die Herausforderungen bei der Prüfung von E-Antriebssträngen und der Power Quality Messung in der Automobilindustrie. Er liefert Ingenieuren synchrone und hochauflösende Daten für eine effiziente Analyse, Systemoptimierung. Mit seinen beeindruckenden Funktionen ist der Q.boost Power Analyzer ein unverzichtbares Werkzeug für Ingenieure, welche in der Automobilindustrie an der Prüfung von EV-Antriebssträngen und der Messung der Power Quality arbeiten.

Entdecken Sie unsere Power Analyzer Lösung

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