Corrección de cambio de fase en el análisis de potencia: se necesitan dos para bailar el tango
La corrección del cambio de fase en el análisis de potencia es como bailar un tango: se necesitan dos: el analizador de potencia que apoya la función y un sensor adecuado con un retardo de fase conocido. Si falta alguno... bueno... imagínense ese tango...
El uso de derivaciones para medir corrientes en el análisis de energía puede ser una opción para corrientes pequeñas, pero cuando se analizan corrientes superiores a 30 A, normalmente entran en juego los sensores de corriente.
Sin embargo, todos los sensores de corriente del mundo producen un error de fase que aumenta gradualmente en la región de alta frecuencia debido a retrasos de grupo del circuito. Además, las diferencias en el diseño de varios modelos de sensores hacen que la magnitud de este error varíe. Una función de corrección de cambio de fase permite compensar este error. Para que dicha función de corrección de cambio de fase funcione correctamente, necesita dos cosas:
- Un analizador de redes haciendo los cálculos correctos en su software
- Un sensor de corriente con un cambio de fase conocido.
Una buena manera de explicar los cálculos en el software del analizador de potencia es comparándolo con la función "enderezamiento" de un osciloscopio: si dos señales diferentes llegan al osciloscopio en momentos diferentes debido a latencias, entonces la función "enderezamiento" le permite alinearlas. señales compensando la latencia con un valor de tiempo fijo.
Figura 1: ANALIZADOR DE POTENCIA HIOKI PW8001
Cuando conecta un sensor de corriente HIOKI de la serie CT68xxA al ANALIZADOR DE POTENCIA PW8001 de HIOKI, el cambio de fase se corregirá automáticamente, que es básicamente el mismo concepto porque el cambio de fase es esencialmente un retraso de tiempo entre la corriente y el voltaje. Como ejemplo, así es como se ve este retraso para un sensor de corriente de la serie HIOKI CT68xxA.
El retraso de tiempo se muestra en nanosegundos frente a la frecuencia:
Figura 2: Retardo de tiempo de los sensores HIOKI CT68xxA
Un retraso de 100 ns a 100 Hz no tiene el mismo impacto que un retraso de 100 ns a 1 MHz. Esto queda claro al traducir el retardo de tiempo anterior en valores de retardo de fase descritos en grados:
Figura 3: Retardo de fase versus frecuencia
Para hacer las cosas tan sencillas como arriba, por supuesto, necesita un sensor de corriente donde el retardo de tiempo sea el mismo independientemente de la frecuencia. Este es el caso de los sensores de corriente HIOKI de la serie CT68xxA. Entonces, al igual que con la función de alineación, solo necesita conectar el sensor de corriente al ANALIZADOR DE POTENCIA PW8001 y el error de fase se compensará automáticamente.
Este es uno de los aspectos que hace que los sensores HIOKI sean únicos, en comparación con otros sensores actuales disponibles en el mercado, para los cuales el retardo de tiempo en la banda de frecuencia sería así:
Figura 4: Sensores típicos comparados con la serie HIOKI CT68xxA
Un sensor donde los valores de retardo de tiempo son diferentes dependiendo de la frecuencia hará que la compensación del cambio de fase en un analizador de potencia sea mucho más difícil. Porque, ¿qué valor utiliza como parámetro de "enderezamiento"?
Figura 5: Sensores de corriente HIOKI
Otra cosa que hace que los sensores de corriente HIOKI sean únicos es que para el retardo de fase no es relevante dónde se encuentra el núcleo del cable dentro del sensor cuando realiza la medición:
Figura 6: Retardo de fase y posición del núcleo del cable de HIOKI CT68xxA
La razón por la que solo puede ver una línea en el gráfico es porque las curvas de retardo de fase para las cinco posiciones de medición son las mismas. Nuevamente, esta no es una característica estándar de los sensores actuales en el mercado. Normalmente, la posición del núcleo del cable dentro del sensor marca la diferencia, como puede ver en el siguiente gráfico:
Figura 7: Retardo de fase y posición del cable del sensor típico
Como puede ver, no existe compensación de cambio de fase sin un analizador de potencia que respalde la función. Pero como también puede ver, sólo la combinación de analizador de potencia y sensor de corriente adecuado le permite realizar una compensación adecuada del desfase en sus mediciones. HIOKI se ha concentrado en fabricar sensores para medición de potencia durante muchos años, por lo que las características de retardo de tiempo siempre han sido un punto central para los ingenieros de HIOKI. Al mismo tiempo, los sensores de otros fabricantes normalmente solo están diseñados para una detección precisa de corriente (CC) donde las características de retardo de fase son menos importantes.
Figura 8: Análisis de potencia: se necesitan dos...
Por lo tanto, los analizadores de potencia HIOKI junto con los sensores de corriente HIOKI son la combinación perfecta para sus aplicaciones de análisis de potencia de banda ancha desde CC hasta alta frecuencia. Porque como en un tango se necesitan dos.
