Wie schnell Signale für Leistungsmessung abtasten?

[Rudi (Gast)]

Hallo, ich möchte gerne die Leistung eines Elektromotors bestimmen, die 
er zum Hochfahren braucht (ca. 4 Sekunden). Der Elektromotor wird über 
einen Frequenzumrichter angesteuert, dessen IGBTs mit 2kHz takten und am 
Ausgang eine maximale Frequenz von 200Hz Frequenz für den Motor 
bereitstellen können.

Im ersten Schritt möchte ich nur die Strom- und Spannungswerte 
aufzeichnen. Wie man die diskreten Signale dann auswertet, möchte ich an 
dieser Stelle zunächst noch nicht betrachten.

Meine erste Frage ist, wie viele Oberwellen sollte man für eine 
Leistungsanalsyse betrachten? Daraus ergibt sich auch die notwendige 
Abtastfrequenz für die Messwerte.

Meine zweite Frage ist, ob bei der Aufzeichnung zwischen Strom- und 
Spannungswerten eine kleine zeitliche Differenz vorhanden sein darf 
(z.B. wenn man ein Oszilloskop mit einem AD-Wandler hat, der die Kanäle 
multiplext), oder würde dies das Messergebnis erheblich verfälschen?

[PC-Freak (Gast)]

Rudi schrieb:
> Meine zweite Frage ist, ob bei der Aufzeichnung zwischen Strom- und
> Spannungswerten eine kleine zeitliche Differenz vorhanden sein darf
> (z.B. wenn man ein Oszilloskop mit einem AD-Wandler hat, der die Kanäle
> multiplext), oder würde dies das Messergebnis erheblich verfälschen?

Wenn Du den CosPhi ermitteln willst, wäre das Ergebniss falsch.

[Wolfgang (Gast)]

Rudi schrieb:
> Meine zweite Frage ist, ob bei der Aufzeichnung zwischen Strom- und
> Spannungswerten eine kleine zeitliche Differenz vorhanden sein darf
> (z.B. wenn man ein Oszilloskop mit einem AD-Wandler hat, der die Kanäle
> multiplext), oder würde dies das Messergebnis erheblich verfälschen?

Natürlich wird dadurch das Messergebnis verfälscht.
Wie stark es verfälscht wird, hängt davon ab, wie deine beiden Signale 
aussehen, wie die Abtastfrequenz ist, wie groß der Zeitversatz ist und 
wie du damit umgehst.

[Rudi (Gast)]

Danke für die Antworten. Dann ist also ein normales Oszilloskop mit 
einem AD-Wandler ungeeignet. Alternativ würde mir jetzt einfallen, zwei 
Oszilloskope zu nehmen und die Signalaufzeichnung durch ein externes 
Triggersignal auszulösen, dass mit einem Frequenzgenerator erzeugt wird.

[Wolfgang (Gast)]

Rudi schrieb:
> Dann ist also ein normales Oszilloskop mit einem AD-Wandler ungeeignet.

Warum?
Was ich mit der Antwort sagen wollte: Du musst eine Fehlerrechnung 
machen und dir dann überlegen, ob du mit den Fehlern leben kannst. Jede 
Messung ist fehlerbehaftet.

[Franz (Gast)]

Zeichne erstmal die Signale mit einem Oszilloskop auf und lass das Ganze 
auf dich wirken. Anschließend findest man auch geeignete Parameter für 
den Tiefpass, der ADC-Abtastrate und der ADC-Auflösung.
Vermutlich ist das alles völlig unkritsch.

[Dr. Sommer (Gast)]

Rudi schrieb:
> Alternativ würde mir jetzt einfallen, zwei
> Oszilloskope zu nehmen und die Signalaufzeichnung durch ein externes
> Triggersignal auszulösen, dass mit einem Frequenzgenerator erzeugt wird.

nimm bei einem Kanal den Mittelwert zweier benachbarter Werte, dann hast 
du mit ausreichender Genauigket den Wert der zum anderen Kanal passt

[Hp M. (nachtmix)]

Rudi schrieb:
> Der Elektromotor wird über
> einen Frequenzumrichter angesteuert, dessen IGBTs mit 2kHz takten und am
> Ausgang eine maximale Frequenz von 200Hz Frequenz für den Motor
> bereitstellen können.

Interessiert dich diese hochfrequente Leistungsverlauf überhaupt?
Da das Hochlaufen mit 4s einigermassen gemächlich geschieht, reicht es 
fürs Erste vielleicht die Leistungsaufnahme des FU aus dem Netz 
aufzuzeichnen.
Die Leistungsaufnahme des Motors selbst beträgt dann vllt 90% dieser 
Werte.

[jo (Gast)]

Wolfgang schrieb:
> Rudi schrieb:
>> Dann ist also ein normales Oszilloskop mit einem AD-Wandler ungeeignet.
>
> Warum?
> Was ich mit der Antwort sagen wollte: Du musst eine Fehlerrechnung
> machen und dir dann überlegen, ob du mit den Fehlern leben kannst. Jede
> Messung ist fehlerbehaftet.

Ein "normales Scope mit AD-Wandler" sampelt im Normalfall mit vielen MHz 
und dezimiert dann auf brauchbare Sampleraten. Der Kanalscew dürfte also 
sehr gering sein.

Notfalls behilft man sich mit einem Allpass-Filter und verzögert den 
voreilenden Kanal.

Versuch macht klug: Würde beide Kanäle über ein T-Stück mit einem Sinus 
speissen und mal nachmessen.