Umrichter-geeignete Leistungsmessung und Sensoren für Spannung und Strom mit weitem Frequenzbereich

Xiaonan Li

Umrichter-geeignete Leistungsmessung und Sensoren für Spannung und Strom mit weitem Frequenzbereich

Translated title of the contribution: Power Measurement for Converters and Transducers for Voltage and Current with Wide Frequency Range

Xiaonan Li

Chair of Electrical Engineering (240)

Research output: Thesis › Master's Thesis

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Abstract

Power measurement is important to obtain the corresponding energy costs for certain processes of production as energy is an essential cost factor. This master thesis compares different sensors and power measurement methods and implementations. After definition of power for sinusoidal signals as well as for signals with high harmonic content, a detailed analysis of different types of voltage and current sensors and correction methods is carried out. Linear loads and nonlinear loads caused by power electronics are covered. The second part of the thesis compares the application of analog multiplier circuits for power measurement with digital methods. The solution using analog multipliers is advantageous in case that also high frequency signal components due to power electronics are to be handled under low cost applications. Using a universal AD-converter box and digital programming of power calculations through virtual instruments based on extensive libraries of corresponding program files for data acquisition, calculation, and display provides a very flexible solution at high hardware cost and large programming effort.

Translated title of the contribution	Power Measurement for Converters and Transducers for Voltage and Current with Wide Frequency Range
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Awarding Institution	Montanuniversität
Supervisors/Advisors	Weiß, Helmut, Supervisor (internal) Kaserer, Günther, Co-Supervisor (internal)
Award date	26 Mar 2010
Publication status	Published - 2010

Bibliographical note

embargoed until null

Keywords

Voltage sensors current sensors analog power measurement digital power measurement virtual instruments for power measurement

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VolltextFinal published version, 1.83 MB

Cite this

@mastersthesis{ee94eaac7c474dd9b6658824be73e245,

title = "Umrichter-geeignete Leistungsmessung und Sensoren f{\"u}r Spannung und Strom mit weitem Frequenzbereich",

abstract = "Die Energie ist ein bedeutender Kostenfaktor in der Produktion. Zur Zuordnung der Energiekosten ben{\"o}tigt man eine Leistungsmessung. Diese Diplomarbeit vergleicht verschiedene Sensoren und Methoden der Leistungsmessung. Nach Definition des Leistungsbegriffes f{\"u}r sinusf{\"o}rmige und f{\"u}r oberschwingungsbehaftete Spannungen und Str{\"o}me bildet die Untersuchung von geeigneten Sensoren f{\"u}r Spannung und Strom sowie deren Fehler und m{\"o}glicher Potentialtrennung einen Schwerpunkt. Es wird zwischen {\"u}blichen linearen Lasten (R, L, C) und durch Einsatz von Leistungselektronik entstehende nichtlineare Belastungen unterschieden. Die analoge L{\"o}sung bietet Vorteile, wenn auch sehr hohe Signalfrequenzanteile wie bei Umrichtern auftreten und eine g{\"u}nstige L{\"o}sung gefordert ist. Die digitale Leistungsmessung mittels Universal-Mehrkanal-AD-Umsetzer und eines Leistungsberechnungsprogrammes auf Basis virtueller Instrumente, erstellt aus umfangreichen Bibliotheken von Programmteilen f{\"u}r Berechnung, Auswertung, Darstellung, ist sehr flexibel aber aufw{\"a}ndig in Hardware und Software.",

keywords = "Spannungssensoren Stromsensoren analoge Leistungsmessung digitale Leistungsmessung virtuelle Instrumente f{\"u}r Leistungsmessung, Voltage sensors current sensors analog power measurement digital power measurement virtual instruments for power measurement",

author = "Xiaonan Li",

note = "gesperrt bis null",

year = "2010",

language = "Deutsch",

school = "Montanuniversit{\"a}t Leoben (000)",

}

TY - THES

T1 - Umrichter-geeignete Leistungsmessung und Sensoren für Spannung und Strom mit weitem Frequenzbereich

AU - Li, Xiaonan

N1 - gesperrt bis null

PY - 2010

Y1 - 2010

N2 - Die Energie ist ein bedeutender Kostenfaktor in der Produktion. Zur Zuordnung der Energiekosten benötigt man eine Leistungsmessung. Diese Diplomarbeit vergleicht verschiedene Sensoren und Methoden der Leistungsmessung. Nach Definition des Leistungsbegriffes für sinusförmige und für oberschwingungsbehaftete Spannungen und Ströme bildet die Untersuchung von geeigneten Sensoren für Spannung und Strom sowie deren Fehler und möglicher Potentialtrennung einen Schwerpunkt. Es wird zwischen üblichen linearen Lasten (R, L, C) und durch Einsatz von Leistungselektronik entstehende nichtlineare Belastungen unterschieden. Die analoge Lösung bietet Vorteile, wenn auch sehr hohe Signalfrequenzanteile wie bei Umrichtern auftreten und eine günstige Lösung gefordert ist. Die digitale Leistungsmessung mittels Universal-Mehrkanal-AD-Umsetzer und eines Leistungsberechnungsprogrammes auf Basis virtueller Instrumente, erstellt aus umfangreichen Bibliotheken von Programmteilen für Berechnung, Auswertung, Darstellung, ist sehr flexibel aber aufwändig in Hardware und Software.

AB - Die Energie ist ein bedeutender Kostenfaktor in der Produktion. Zur Zuordnung der Energiekosten benötigt man eine Leistungsmessung. Diese Diplomarbeit vergleicht verschiedene Sensoren und Methoden der Leistungsmessung. Nach Definition des Leistungsbegriffes für sinusförmige und für oberschwingungsbehaftete Spannungen und Ströme bildet die Untersuchung von geeigneten Sensoren für Spannung und Strom sowie deren Fehler und möglicher Potentialtrennung einen Schwerpunkt. Es wird zwischen üblichen linearen Lasten (R, L, C) und durch Einsatz von Leistungselektronik entstehende nichtlineare Belastungen unterschieden. Die analoge Lösung bietet Vorteile, wenn auch sehr hohe Signalfrequenzanteile wie bei Umrichtern auftreten und eine günstige Lösung gefordert ist. Die digitale Leistungsmessung mittels Universal-Mehrkanal-AD-Umsetzer und eines Leistungsberechnungsprogrammes auf Basis virtueller Instrumente, erstellt aus umfangreichen Bibliotheken von Programmteilen für Berechnung, Auswertung, Darstellung, ist sehr flexibel aber aufwändig in Hardware und Software.

KW - Spannungssensoren Stromsensoren analoge Leistungsmessung digitale Leistungsmessung virtuelle Instrumente für Leistungsmessung

KW - Voltage sensors current sensors analog power measurement digital power measurement virtual instruments for power measurement

M3 - Masterarbeit

ER -