HIOKI PW4001

Tragbarere 4 Kanal Leistungsanalysator

4 Kanäle
Grundgenauigkeit: ±0,04 %
Frequenzbandbreite: DC, 0,1 Hz bis 600 kHz
Datenaktualisierungsrate 1ms
CAN / CAN FD Ein- und Ausgänge
Sicherheitskategorie: CAT II 1500 V DC
Betriebstemperaturbereich: -20 °C bis +50 °C

Der HIOKI PW4001 Power Analyzer ist ein tragbarer 4-Kanal-Leistungsanalysator, der ein kompaktes Design mit der Genauigkeit auf Laborgerätes kombiniert. Seine Grundgenauigkeit beträgt ±0,04 % über den Frequenzbereich von DC bis 600 kHz. Bei Gleichstrom (DC) und 50/60 Hz liegt die Referenzgenauigkeit bei ±0,03 % des Messwerts sowie zusätzlich bei ±0,01 % des Endwerts. Das Gerät ist geeignet für Messaufgaben, die hohe Genauigkeit erfordern, wie zum Beispiel WLTP-Tests (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure), die Effizienzbewertung von DC-DC-Wandlern sowie weitere komplexe Prüfungen in Forschung, Entwicklung, Produktion und im Außeneinsatz.

Direkte Spannungseingänge von bis zu 1500 V DC (CAT II) und 1000 V DC (CAT III) ermöglichen das Vermessen von Hochspannungsanwendungen wie Photovoltaik-Wechselrichtern und anderen modernen Leistungswandlern. Darüber hinaus ist es möglich, dass die integrierte CAN-Schnittstelle Messwerte wie die Batteriespannung direkt über die CAN-Kommunikation erhält. Dadurch kann die Systemleistung berechnet werden, ohne dass eine direkte Spannungsmessung am Prüfling erforderlich ist. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn Sicherheitsanforderungen den Zugang zu den Leiteranschlüssen beschränken, wie beispielsweise bei Tests an vollständig montierten Elektrofahrzeugen.
Der PW4001 ist besonders geeignet für Effizienztests von einstufigen Umrichtern, da er ein Vierkanal-Design, hohe Genauigkeit und einen breiten Frequenzbereich kombiniert. Typische Anwendungen umfassen Umrichter in Energiespeichersystemen (ESS), Wechselrichterstufen in Wärmepumpen und Kompressorantrieben sowie industrielle Motorantriebe, wo gleichzeitig ein Gleichstromeingang und ein Wechselstromausgang erfasst werden können.

Kommunikation mit Sensoren und Phasenkorrektur

HIOKI bietet eine Vielzahl von Sensoren für die Strommessungen an. Es gibt sowohl kompakte Stromzangen für kleine Ströme als auch Durchsteckwandler, die Ströme im Kiloampere-Bereich messen können. Weil sowohl der Analysator als auch die Sensoren von HIOKI stammen, erfolgt eine direkte Kommunikation zwischen ihnen und ein automatischer Austausch von Kalibrierungs- und Korrekturdaten. Der PW4001 nimmt Phasenverschiebungskorrekturen mit einer Auflösung von 0,001° vor. Dies verringert Messfehler und ermöglicht den Sensoren, ihr volles Potenzial auszuschöpfen. Die präzisen Stromzangen von HIOKI werden besonders für ihre Fähigkeit geschätzt, Ströme schnell und sicher an kompletten Systemen zu erfassen, ohne dass eine direkte Verdrahtung erforderlich ist.

Batteriebetrieb und Langzeitaufzeichnung

Der PW4001 kann über den optionalen DC-Stromeingang direkt aus einer Gleichstromquelle wie einer Auto- oder LKW-Batterie oder einem tragbaren Akkupack im Spannungsbereich von 10,5 bis 28 VDC betrieben werden. Dadurch ist er perfekt für Außeneinsätze geeignet, in denen kein AC-Stromnetz vorhanden ist. Der interne 16-GB-Speicher erlaubt Langzeitaufzeichnungen ohne externe USB-Geräte und reduziert das Risiko von Messunterbrechungen. Der PW4001 wurde für hochanspruchsvolle Umgebungen konzipiert, denn er arbeitet zuverlässig bei Temperaturen zwischen −20 °C und +50 °C und ist bis zu einer Vibration von 4,6 G spezifiziert. Er erfüllt zudem die Anforderungen der WLTP- und SAE-J1634-Tests bei −7 °C, wodurch er zuverlässige Ergebnisse sowohl bei zertifizierten Kältekammertests als auch in realen Fahrversuchen garantiert.

Systemintegration und Automatisierung

Der PW4001 kann über LAN-Schnittstellen, die SCPI, Modbus/TCP und XCP-on-Ethernet unterstützen, direkt aus bestehenden Systemen gesteuert werden. Dadurch ist er ideal für den Einsatz in Prüfständen und automatisierten Testumgebungen geeignet. Mit einem integrierten HTTP-Server kann die Bedienung browserbasiert ohne zusätzliche Software erfolgen. FTP-Client- und -Serverfunktionen hingegen machen den internen Speicher wie ein externes Netzlaufwerk zugänglich. Darüber hinaus ist für eine erweiterte Überwachung eine optionale 16-Kanal-Analogausgabe verfügbar, die es ermöglicht, Signalverläufe und Schlüsselparameter in Echtzeit auszugeben.

Erweiterte Analyse- und Testfunktionen des PW4001

Der PW4001 Power Analyzer bietet neben reinen Zahlenwerten auch eine Darstellung, die einem Oszilloskop ähnelt. Dank vier Spannungs- und vier Stromkanälen ist es möglich, bis zu acht Signale gleichzeitig mit hohen Abtastraten anzuzeigen und zu erfassen. Die Zoom-, Trigger- und Cursorfunktionen erlauben eine detaillierte Untersuchung von Schaltvorgängen und Transienten, während der integrierte Speicher Langzeitaufzeichnungen von Messparametern ermöglicht.
Das optionale Motoranalyse-Paket ermöglicht weitergehende Datenauswertungen und kann zur Analyse von bis zu zwei Motoren verwendet werden. Es ermittelt die Motorleistung auf Basis von Drehmoment und Drehzahl und bietet darüber hinaus Vektordiagramme sowie eine Oberschwingungsanalyse bis zur 500. Ordnung. Außerdem ist es möglich, bis zu 20 benutzerdefinierte Formeln festzulegen. Dadurch kann sich das Gerät flexibel an spezifische Prüfanforderungen anpassen.

Automatische Moduserkennung für ESS und Energierückgewinnung

In Anwendungen wie Energiespeichersystemen oder bei Antrieben mit Rekuperation variiert die Berechnung des Wirkungsgrads je nach Betriebszustand. Beim Laden oder im Generatorbetrieb ist das Verhältnis von Eingangs- und Ausgangsleistung im Vergleich zum Entladen oder Motorbetrieb umgekehrt. Der PW4001 erkennt diese Zustände selbsttätig und passt die Berechnung entsprechend an. Auf diese Weise werden falsche Resultate wie angebliche Wirkungsgrade von über 100 % im Rekuperationsbetrieb verhindert.
Bei der Bewertung größerer Systeme können bis zu acht Geräte über BNC synchronisiert werden. Dies ermöglicht zeitlich abgestimmte Messungen über 32 Kanäle, was eine umfassende Systemanalyse von PV- oder EV-Antriebssträngen unterstützt.

Von Verbrauchstests an xEVs (elektrifizierten Fahrzeugen) über Wandler-, Wechselrichterund Motorprüfungen bis hin zu Wirkungsgradmessungen an PV-Systemen bietet der PW4001 die Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit, die für die präzise Leistungsanalyse aktueller und zukünftiger Anwendungen erforderlich sind.

Modellübersicht PW4001: