Correggere lo sfasamento nell'analisi di potenza è come ballare un tango: bisogna essere in due. Occorre l'analizzatore di potenza a supporto della funzione e un sensore idoneo con un ritardo di fase noto. Come in molti altri contesti, i risultati migliori si ottengono unendo le forze.
Prodotti in evidenza:
Correzione dello sfasamento per compensare errori di fase
L’utilizzo di shunt per misurare le correnti nell’analisi della potenza potrebbe essere un’opzione per piccole correnti, ma quando si misurano correnti superiori a 50 A in genere entrano in gioco i sensori di corrente.
Tuttavia, ogni sensore di corrente al mondo produce un errore di fase gradualmente crescente nella regione ad alta frequenza, dovuto a ritardi di gruppo dei circuiti. Inoltre, le differenze nella progettazione dei vari modelli di sensori determinano variazioni nell’entità di questo errore.
Una funzione di correzione dello sfasamento permette di compensare questo errore. Affinché questa funzione possa operare correttamente i due seguenti punti sono necessari:
- un analizzatore di potenza che effettui i calcoli corretti tramite il proprio software
- un sensore di corrente con uno sfasamento noto
Funzione di correzione del disallineamento temporale
Per meglio comprendere i calcoli eseguiti dal software dell’analizzatore di potenza è possibile operare un confronto con la funzione di correzione del disallineamento temporale (deskew) di un oscilloscopio: se due segnali diversi arrivano all’oscilloscopio in momenti diversi a causa di latenze, la funzione deskew consente di allineare tali segnali compensando la latenza con un valore temporale fisso.
Quando si inserisce il valore di correzione dello sfasamento in un analizzatore di potenza come il PW6001 di HIOKI, si fa sostanzialmente la stessa cosa perché lo sfasamento è essenzialmente un ritardo temporale tra corrente e tensione. L’esempio a lato mostra questo ritardo per un sensore di corrente serie CT68 HIOKI. Il ritardo temporale è espresso in nanosecondi rispetto alla frequenza.
Un ritardo di 100 ns a 100 Hz non ha lo stesso impatto di un ritardo di 100 ns a 1 MHz. Ciò diventa chiaro quando si traduce il ritardo temporale di cui sopra in ritardo di fase espresso in gradi (figura a lato)
Sensori di corrente HIOKI con lo stesso ritardo temporale
Per rendere le cose così semplici come sopra naturalmente è necessario un sensore di corrente in cui il ritardo temporale sia lo stesso, indipendentemente dalla frequenza. Questo è ciò che avviene con i sensori di corrente HIOKI come la serie CT68, quindi tornando alla funzione di deskew è necessario un solo valore per compensare lo sfasamento del sensore.
Questa caratteristica, che non è standard nei sensori di corrente attualmente sul mercato, è uno dei motivi che rende speciali i sensori HIOKI.
Ecco cosa accadrebbe con un normale sensore di corrente:
Un sensore con valori di ritardo temporale diversi a seconda della frequenza renderà più difficile la compensazione dello sfasamento in un analizzatore di potenza. Perché questo valore si deve utilizzare come parametro di deskew?
Posizione dell'anima del filo all'interno del sensore
Un altro aspetto che rende i sensori di corrente HIOKI speciali è che per il ritardo di fase non è rilevante la posizione dell’anima del filo all’interno del sensore quando si effettua la misurazione.
Il motivo per cui è possibile visualizzare una sola curva nel grafico è che le curve del ritardo di fase per tutte e cinque le posizioni di misurazione sono identiche. Ancora una volta, questa non è una caratteristica standard degli attuali sensori sul mercato. In genere, la posizione dell’anima del filo all’interno del sensore fa la differenza, come si può vedere nel grafico a lato.
Analizzatore di potenza e sensore di corrente idoneo per compensare lo sfasamento
Come si può vedere, non esiste alcuna compensazione dello sfasamento senza un analizzatore di potenza che supporti questa funzione. Tuttavia, appare altresì chiaro che solo combinando l’analizzatore di potenza con un sensore di corrente idoneo è possibile eseguire una corretta compensazione dello sfasamento nelle misurazioni.
HIOKI si concentra da molti anni sulla produzione di sensori per la misurazione della potenza, quindi le caratteristiche del ritardo temporale sono sempre state al centro dell’attenzione degli ingegneri HIOKI. I sensori di altri produttori, invece, sono generalmente progettati solo per assicurare un rilevamento di corrente (CC) accurato, mentre le caratteristiche del ritardo di fase sono meno importanti.
Per concludere, gli analizzatori di potenza HIOKI insieme ai sensori di corrente HIOKI sono la combinazione perfetta per le applicazioni di analisi della potenza a larga banda, dalla corrente continua all’alta frequenza.
