Standartlara uygun ve anlamlı

LMG Test Suite, harmonik emisyonlar için IEC/EN 61000-3-2/-12 ve titreşim bozukluğu için IEC/EN 61000-3-3/-11 standartlarının şu anda geçerli sürümlerine uygun olarak EMC uyumluluk testlerini gerçekleştirmek için LMG Güç Analizörleri ile birlikte kullanılan ZES ZIMMER tarafından geliştirilmiş bir yazılımdır. Yazılım ayrıca IEC 62301:2011 ve EN 50564 uyarınca bekleme gücü ölçümlerinin yanı sıra ECE R-10.4 Ek 11 (araçların elektromanyetik uyumluluğu) uyarınca ölçümleri de destekler. LMG600’ün kendisi IEC/EN 61000-4-7 ve 61000-4-15 standartlarına göre harmonik analizi ve titreşim ölçümünü gerçekleştirir.

LMG Test Paketi ile uyumluluk testleri, ölçüm donanımıyla doğrudan bağlantılı olarak çevrimiçi veya depolanan veri kayıtları kullanılarak çevrimdışı olarak gerçekleştirilebilir. Bilgilerin anlamlılığını artırmak ve yanlış tahsisleri önlemek için her ölçüm verisi kaydına Test Edilen Ekipmanın temel elektriksel özellikleri (gerilim ve akımın RMS değerleri, aktif, reaktif ve görünür güç, güç faktörü, harmonik bozulma, vb. Ölçüm sonuçları ve standartlarda tanımlanan sınır değerler (sabit veya ürüne özel) grafiksel olarak da sunulur.

Kanıtlanmış hassas güç ölçüm teknolojisi

Sistem, LMG’nin kanıtlanmış hassas güç ölçüm teknolojisini kullanır. Tüm ZES ZIMMER güç analizörleri özellikle yüksek güvenilirlik ve hassasiyetle ölçüm yapar. Hızlı bir Ethernet arayüzü (Gbit), test sistemi ile sorunsuz iletişim ve veri aktarımını garanti eder.

Hızlı teşhis ve ürün iyileştirme için detaylı analiz

LMG Test Paketi, olumsuz bir uyumluluk testi sonucunun nedeninin belirlenmesine hızlı bir şekilde yardımcı olabilir. Tüm ölçümler frekans ve zaman alanında görüntülenebilir ve değerlendirilebilir. Tüm harmonik frekanslar izole edilebilir ve sorunun lokalizasyonuna yardımcı olmak için test boyunca incelenebilir. Ayrıca, tüm veriler pano veya dosya dışa aktarımı kullanılarak tam çözünürlükte ek analiz için üçüncü taraf uygulamalara aktarılabilir.

Üreticiden bağımsız esnek donanım kullanımı

LMG Test Paketi, piyasada bulunan ve test edilecek CE standartlarının gerekliliklerini karşılayan tüm AC güç kaynaklarını destekler. Bu, kullanıcıya maksimum esneklik sağlar. Özellikle, kullanıcı halihazırda sahip olabileceği bir AC kaynağını kullanmaya devam edebilir ve böylece ek yatırımlardan kaçınabilir. Test sistemi belirtilen kaynak parametrelerine uygunluğu izlediğinden, kaynağın CE testi için özel olarak kalibre edilmesi gerekli değildir. Örneğin, sistem kaynağın gerilim harmoniklerini analiz eder ve bunları grafiksel olarak sunar. Bu, kaynağın bozulma ve gerilim kararlılığından bağımsız olmasını sağlar. Test yapısının bu tarafındaki herhangi bir sorun böylece güvenilir bir şekilde hariç tutulur.

Kapsamlı, müşteriye özel dokümantasyon

Tüm sonuçlar açık, kapsamlı PDF test raporlarında belgelenir. Belirlenen ölçüm değerlerinin yanı sıra, ölçüm ekipmanı, test yapısı ve ayarları ile ilgili tüm veriler (tip tanımlamaları, seri numaraları ve kalibrasyon ve izlenebilirlik bilgileri gibi) de test raporlarına entegre edilmiştir. Elbette, sistem dışında gereksiz sonradan düzenlemeleri önlemek için raporlar müşteriye özel ek bilgiler ve tasarım öğeleri ile desteklenebilir.

Sistem gereksinimleri:

• İşletim Sistemi: Windows 7/8/10 (32/64 bit)
• Gerekli disk alanı: Yazılım: min. 50 MB, Veri dakika başına yaklaşık 20 MB ölçüm periyodu/fazı
• Bellek: min. 2 GB
• İşlemci: min. 2 GHz, çift çekirdekli
• Desteklenen Arayüzler: Gbit-Ethernet

EN IEC 61000-3-3 ve EN IEC 61000-3-11 standartlarının kapsamı, genel alçak gerilim güç şebekesine indüklenen gerilim dalgalanmalarının ve titreşim bozukluklarının sınırlandırılmasıdır. Bu tür gerilim dalgalanmaları, test edilen ekipmandan (EUT) gelen şebeke empedansındaki akım değişikliklerinin bir sonucudur.

IEC EN 61000-3-3

Bu standart, faz başına 16 A’den fazla olmayan giriş akımına sahip EUT için geçerlidir. EUT, 220 ila 250 V arasında hat-nötr gerilimi ve 50 Hz frekansı olan düşük voltajlı kamu güç şebekelerine bağlanmalıdır.

Ölçüm devresi

Standardın Şekil 1’inde kırpışma ölçüm devresi gösterilmektedir. LMG600 kullanılarak ölçüm kurulumu aşağıdaki gibi yapılır:

G gerilim kaynağı §6.2’deki gereklilikleri karşılamalı, ölçüm ekipmanı ise EN IEC 61000-4-15 standardına göre ölçümü gerçekleştirmelidir. Şebeke empedansı faz iletkenlerinde (0,24 + j0,15) Ω ve nötrde (0,16 + j0,1) Ω’dur.

Tek fazlı ölçümler için, 3 fazdan 2’si göz ardı edilirse aynı devre geçerlidir. Yazılımda, 1 veya 3 fazlı EUT’nin çalışması açıkça seçilebilir.

Test prosedürü

Titreşim, standardın §4.1’inde açıklandığı gibi EUT’nin terminallerindeki gerilim değişim karakteristiği ΔUhp(t) kullanılarak değerlendirilir. LMG600, ΔUhp(t) değerinden fliker değerlendirmesi için temel değerleri çıkarır:

• Kısa süreli titreşim şiddeti:P_st
• Uzun süreli titreşim şiddeti: P_lt
• Maksimum kararlı durum voltaj değişimi: d_c
• Maksimum mutlak gerilim değişimi: d_max
• Gözlem süresi boyunca d(t) gerilim sapmasının d_c için sınırı aştığı maksimum süre: T_max

Kullanıcı, her testten önce §6.6’nın genel koşullarının yanı sıra Ek A’nın EUT tipi koşullarının uygulandığından emin olmalıdır. LMG Test Paketi, Ek A’da açıklandığı gibi EUT tipinin seçilmesine izin verir ve her test sırasında uygun test koşullarını ve limitlerini uygular.

IEC EN 61000-3-11

EN IEC 61000-3-3 standardı, titreşim ölçerin yanı sıra simülasyon veya analitik yaklaşım gibi titreşim değerlendirmesi için başka yöntemler de tanımlamaktadır. Bu alternatif yöntemler LMG600 ve LMG Test Paketi’nin kapsamı dışındadır. Her durumda, kırpışma değerlendirmesi için ölçüm her zaman referans yöntemdir.

EN IEC 61000-3-11, 220 ila 250 V arasında hat-nötr gerilimi ve 50 Hz frekansı olan düşük voltajlı kamu güç şebekelerine bağlanması amaçlanan 75A’ya kadar nominal akıma sahip elektrikli ve elektronik ekipmanlar için geçerlidir.

Bu standarttaki EUT koşullu bağlantıya tabidir, yani EUT’nin EN IEC 61000-3-3’te tanımlandığı gibi referans empedans kullanılarak değerlendirilmesi gerekmez. Bu aynı zamanda EN IEC 61000-3-3’e göre test edildiğinde sınırları karşılamayan 16 A’ya kadar nominal akıma sahip cihazları da kapsar. Bu gibi durumlarda bu cihazlar EN IEC 61000-3-11 standardına göre yeniden test edilebilir.

Ölçüm devresi

Test düzeneği standardın Şekil B.1’inde verilmiştir ve genel olarak yukarıda EN IEC 61000-3-3’te açıklananla aynıdır, tek fark ağ empedansının değerinin §6’da açıklanan test ve ölçüm prosedürlerine bağlı olmasıdır.

Test prosedürü

EN IEC 61000-4-15 kırpışma ölçer olarak LMG600, kırpışma için temel değerlerin çıkarıldığı gerilim değişim karakteristiği ΔUhp(t)’yi takip eder:

• Kısa süreli titreşim şiddeti: P_st
• Uzun süreli titreşim şiddeti: P_lt
• Maksimum kararlı durum voltaj değişimi: d_c
• Maksimum mutlak gerilim değişimi: d_max
• Gözlem süresi boyunca d(t) gerilim sapmasının dc için sınırı aştığı maksimum süre: Tmax

Anma akımı 16 A’ya kadar olan EUT için EN IEC 61000-3-3 Ek A’da belirtilen aynı test koşulları uygulanmalıdır. Anma akımı 16 A’nın üzerinde olan ekipmana EN IEC 61000-3-3 §6.6’daki genel test koşullarını uygulayın. Ayrıca, manuel olarak anahtarlanan EUT için farklı koşullar ve sınırlar geçerlidir. Test koşullarının doğru uygulanması, bunları LMG Test Suite’teki test kurulumuna girdi olarak da verecek olan kullanıcıya bağlıdır. Yukarıdakilere bağlı olarak, yazılım uygunluğu belirlemek için ilgili prosedürü yürütecektir.

Ağ empedansı test için önemli bir parametredir. Referans empedans Zref’in kullanılması veya bir test empedansı Ztest’in seçilmesi arasındaki karar kullanıcıya aittir. Kullanıcının ağ empedansı seçimine bağlı olarak, LMG Test Paketi ya doğrudan ölçülen titreşim özelliklerini kullanacak ya da bunları §6.2.3’e göre Ztest’e uyarlayacaktır Hesaplanan değerler §5’in sınırlarını karşılıyorsa, bu standarda uygunluk beyan edilebilir.

Yukarıda belirtilen sınırların hala karşılanmaması durumunda, §6.3.2’de açıklandığı gibi titreşim özelliklerini değerlendirmek için izin verilen maksimum sistem empedansı Zsyst kullanılarak §6.3’teki prosedür gerçekleştirilir.

Son 20 yılda oldukça artan çevresel kaygılar, her türlü enerji israfını azaltmanın büyük önem taşıdığını açıkça ortaya koymuştur. Bu israfın inkar edilemez bir kaynağı, şebekeye bağlıyken enerji tüketen ancak birincil işlevleri altında çalışmayan çeşitli modern elektronik cihazlardır. Tipik örnekler arasında bir cihazın kapalı olduğunu gösteren LED göstergeler, fırın ve mikrodalgalardaki dijital saatler veya uzaktan açma komutları veya sensör girişleri için bekleme durumunda olan dahili elektronik devreler yer almaktadır.

Günümüzde, bu tür düşük güç işlevlerini yerine getiren elektronik cihazların sayısının milyarlarca olduğu tahmin edilmektedir ve bu da yıllık tüketilen enerjinin onlarca TWh aralığında tahmin edilmesine yol açmaktadır.

Avrupa Komisyonu 2008 yılında 2005/32/EC sayılı Ekotasarım Direktifi kapsamında enerji kullanan ürünlerin (EuP) enerji tüketiminin sınırlandırılmasına karar vermiştir. Direktif, ürünlerin çevresel performansının iyileştirilmesi için AB çapında tutarlı kurallar sağlamaktadır. 1275/2008 sayılı Komisyon Yönetmeliği, kapalı ve pasif bekleme modlarındaki güç tüketimi sınırlarını tanımlamaktadır. 2013 yılı itibariyle aşağıdaki sınırlar geçerlidir:

• Maximum power consumption in off mode: 0.5 W
• Maximum power consumption in a passive standby mode without information display: 0.5 W
• Maximum power consumption in a passive standby mode with information or status display: 1 W

Bu nedenle bu limitler, AB yönetmeliklerine uyması amaçlanan elektrikli ve elektronik ürünler için tasarım özellikleridir. Sonuç olarak, herhangi bir yeni ürünün geliştirme aşaması, düşük aralıklardaki güç tüketiminin güvenilir bir şekilde ölçülmesini gerektirir. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu, IEC 62301 standardında düşük güç ölçüm yöntemlerini belirtir. Cenelec tarafından yayınlanan Avrupa EN 50564, IEC 62301’den türetilmiştir, ancak kapsamını daha geniş bir ev ve ofis ekipmanı yelpazesini kapsayacak şekilde genişletmiştir. EN 50564, CE işareti için uygulanan tek standarttır. Yukarıdakiler göz önüne alındığında, aşağıdaki paragraflarda EN 50564 standardına vurgu yapılacaktır.

ZES ZIMMER çözümü, standartlara göre testleri gerçekleştirmek, limitleri uygulamak ve sonuçları raporlamak için LMG Test Suite ile birlikte doğru güç ölçümü için LMG600’ü kullanır.

Düşük güç ölçümünde sık karşılaşılan sorunlar

Düşük güç ölçümü basit bir konu değildir. Düşük güç ölçümündeki zorlukların ayrıntılı bir analizini Uygulama Notumuzda bulabilirsiniz: Application Note 112: Measurement of standby power and energy efficiency.

Üst düzey güç analizörleri için bile, düşük güç modlarında ortaya çıkan hızlı darbeleri / ani yükselmeleri tespit etmek ve doğru bir şekilde ölçmek genellikle bir zorluktur. Dahası, bu tür ani akım sıçramaları kullanıcının uygun akım aralığını seçmesini zorlaştırır. Düşük güç faktörlerinin etkisi durumu daha da karmaşık hale getirmektedir. Düşük güç durumlarında düşük güç faktörlerinin nedeni sadece bu modlarda yaygın olarak bulunan sinüzoidal olmayan akımlar değil, aynı zamanda akım ve gerilim arasında önemli faz açılarına yol açabilen EMC-kapasitörlerinin kullanılmasıdır. Sorun aşağı yukarı aynıdır: düşük güç çok daha yüksek bir akım ölçeği kullanılarak ölçülmelidir. İlgilenilen düşük aktif güç, aslında mevcut olan yüksek görünür güçten kaynaklanan gerekenden çok daha yüksek bir akım üzerinden aktarılır.

Bu nedenle düşük güç ölçümü yapan bir cihazın yüksek tepe faktörlü akım aralıkları sağlaması önemlidir. Bu şekilde, daha yüksek bir akım ölçeği yerine küçük bir akım ölçeği kullanıldığında belirsizlik hatası nispeten küçük kalabilirken, akım ani yükselmeleri cihazı aralık dışı bir duruma sokmaz. Doğal olarak, otomatik aralık seçimi bu durumda söz konusu değildir, çünkü kabul edilemez ölçüm boşluklarına yol açabilir. Ölçümdeki boşlukların daha fazla ortaya çıkması, cihazın sınırlı veri işleme ve aktarma yeteneklerinin yanı sıra DC-ofset kompanzasyon hatalarına da bağlanabilir. Bu durumda, yüksek işlem gücü ve yüksek kaliteli bileşenler, yüksek doğruluklu bir cihazı yapan şeydir.

Son olarak, hiçbir voltaj veya akım ölçer mükemmel değildir. Başka bir deyişle, her volt-metrenin içinden akım sızmasına yol açan çok yüksek ama sınırlı bir iç direnci vardır ve her amper-metrenin üzerinden voltaj düşmesine yol açan çok küçük ama sıfır olmayan bir iç direnci vardır. Olası tüm güç ölçüm kabloları bu iki kusurdan birini sonuca taşıyacaktır. Ancak düşük akım ölçümü için, ampermetrenin devrenin yük tarafına bağlandığı bir kablo tesisatı tercih edilir. Bu şekilde güç ölçer yükteki gerçek akımı ölçer ve kaçınılmaz ölçüm hatası ampermetredeki voltaj düşüşünden kaynaklanır. Bu hata normalde yükün gerçek gerilimine kıyasla çok küçüktür. Ancak, düşük akım ölçülürken akım hatası riski göze alınamaz. Bu nedenle, yük tarafında volt-metre bulunan bir kablolama tavsiye edilmez, çünkü bir voltaj ölçerdeki küçük akım sızıntısı yükten geçen küçük akımla karşılaştırılabilir.

Doğru bir düşük güç ölçerin özellikleri

EN 50564 standardı ile AB 1275/2008 Komisyon yönetmeliği arasında doğruluk tanımlarında farklılıklar vardır. Birincisi sadece ölçüm cihazının doğruluğunu belirtirken, ikincisi tüm ölçüm kurulumunun doğruluğunu belirtir. AB yönetmelik kuralları EN 50564 standardını geçersiz kıldığından, bu gerçek özel dikkat gerektirir.

EN 50564 standardının Ek B’si, güç ölçer özellikleri hakkında bazı bilgilendirici yönergeler vermektedir. Aynı zamanda ZES ZIMMER, LMG600 ile çıtayı yükseltiyor ve piyasadaki en yüksek doğruluklardan birine sahip üst düzey bir güç analizörü sunuyor. Önceki bölümde açıklanan tüm sorunların yanı sıra EN 50564 §B.2’de açıklanan cihaz hususları, LMG600 tarafından aşağıdaki spesifikasyonlar altında ele alınmaktadır:

• Accurate measurement of voltage, current, real power, power factor with uncertainty of 0.025%
• Real time analysis of the measured values: true RMS, peak, crest factor, etc.
• Synchronous delivery of the measured values
• Measurement resolution of 6 decimal digits
• Accuracy specification independent of power factor
• High crest factors in low current ranges
• Lowest current range of 5 mA
• Continuous and gapless sampling at 1.2 MS/s
• Manual & auto range settings with out-of-range detection
• Accurate power averaging
• Energy integration with resolution of 5 decimal digits
• Bandwidth of 10 MHz
• Minimum cycle time and record rate of 10 ms
• Data output to PC via Ethernet
• Direct shunt current inputs

EN 50564 standardı

EN 50564 standardında açıklanan güç ölçüm yöntemleri, düşük güç modunda çalışan elektrikli ekipmanlar için geçerlidir. Nominal çıkış gerilimleri 1 fazlı cihazlar için 100-250 V AC veya diğer cihazlar için 130-480 V AC arasında değişebilir.

Düşük güç modunda, enerji kullanan ürün şebekeye bağlıdır ancak birincil işlevlerinden hiçbirini yerine getirmez. Düşük güç modu aşağıdaki durumlardan birini içerir:

• Kapalı mod: Ürün, ürünün kapalı durumda olduğunu göstermekten başka herhangi bir işlev sağlamaz.
• Bekleme modu: Ürün, diğer modların etkinleştirilmesi, durum bilgisi veya sensör tabanlı işlevler gibi bir veya daha fazla kullanıcı odaklı veya koruyucu işlev sağlar.
• Ağ modu: Bir ağ komutu veya ağ bütünlüğü iletişimi üzerinden yeniden etkinleştirme gibi en az bir ağ işlevi etkinleştirilir.

Birbirleri arasında farklı anahtarlama koşulları altında bir veya daha fazla düşük güç fonksiyonunu bir veya daha fazla ana fonksiyona dahil edebilen çeşitli ürün tipleri vardır. Bu tipler standardın §A.5 bölümünde ayrıntılı olarak tanımlanmıştır.

Test prosedürü

Düşük güç modu testi, ürünün hazırlanması, uygun ısınma ve kararlı bir duruma ulaşmanın yanı sıra farklı düşük güç durumlarının tanınması ve ayrılması gibi kullanıcının dikkatle ilgilenmesi gereken çeşitli prosedürleri içerir.

Ayrıca, düşük güç yükleri döngüsel olmayan veya döngüsel kararlılıklarına göre ayırt edilebilir, yani düşük güç modundaki bir ürün ya kararlı bir güç tüketimi davranışına sahip olabilir ya da zaman içinde düzenli bir güç durumu dizisi izleyebilir. Her durum için farklı prosedürler uygulanır.

Standart §5.3’te üç farklı ölçüm yöntemini açıklamaktadır:

• Örnekleme yöntemi: Tüm mod türleri için önerilen yöntemdir ve modun kararlılığı söz konusu olduğunda gereklidir. Eşit zaman aralıklarında güç örneklerinin kaydedilmesini ve bunların §5.3.2’ye göre değerlendirilmesini içerir.
• Ortalama alma yöntemi: Sadece döngüsel olmayan yükler için izin verilir. Gücün bir gözlem süresi boyunca iki yolla ortalamasının alınmasını içerir: ya ortalama gücün doğrudan ölçülmesi ya da §5.3.3’te açıklandığı gibi enerjinin ölçülmesi ve izleme süresine bölünmesi yoluyla hesaplanması.
• Doğrudan sayaç okuma yöntemi: Yalnızca ürünün güç tüketiminin yeterli bir gözlem süresi boyunca sabit olduğu kanıtlandığında kullanılabilir. Kesin prosedür standardın §5.3.4 bölümünde açıklanmaktadır.

Hangi kararlılık modunun geçerli olduğuna ve hangi yöntemin kullanılması gerektiğine karar vermek nihayetinde kullanıcıya bağlıdır. Kullanıcı ayrıca kablolama, testten önce ürüne enerji verme ve insan girdisi gerektiren diğer ayrıntılarla ilgilenme söz konusu olduğunda test prosedürünün düzgün bir şekilde yürütüldüğünü kontrol etmelidir. LMG Test Paketi, test öncesi ayarlarda seçilebilen herhangi bir kararlılık modu için tüm ölçüm yöntemlerini sağlar. Yazılım, okumaları her yöntemin gerektirdiği şekilde değerlendirir ve nihai başarılı/başarısız sonuçlarına ulaşır.

LMG Test Suite (1.19 MB)