Nøjagtig effektmåling / Accurate Measurements of Power Losses

Det forventes, at nøjagtig energiklassificering af produkter og apparater vil få øget betydning. Ved den traditionelle metode til bestemmelse af effekttabet/virkningsgraden måles input- og outputeffekten til komponenten/maskinen og effekttabet bestemmes som differencen mellem disse. Desværre er denne målemetode ikke tilstrækkelig pga. måleunøjagtigheder forårsaget, dels af de stadigt forbedrede virkningsgrader for komponenterne/maskinerne, og dels af at effektelektronik ofte er vanskelig at måle nøjagtigt på. Der er således et stigende behov for en anden og mere nøjagtig måling af virkningsgraden for elektriske maskiner, effektelektroniske konvertere og andre komponenter. Der er derfor opbygget et målesystem til måling af effekter i området 1-50 W ved test-temperaturer mellem 20-70( C. Dette system er et pilotprojekt til et større system, der skal kunne teste tabseffekter mellem 30-1500 W. Anvendelsesområderne for målesystemerne knytter sig først og fremmest til nøjagtige målinger af effekttabet i forbindelse med passive komponenter, fx spoler og transformere, effektelektroniske systemer samt elektriske maskiner. Effekttabet i de nævnte komponenter/systemer er i mange applikationer karakteriseret ved at være meget svære at måle nøjagtigt, pga. specielle kurveformer for strøm og spænding, ulineære materialeegenskaber, små absolutte tab eller høje virkningsgrader. Hovedformålet med at gennemføre de nøjagtige målinger af effekttabet er ønsket om en verificering af tabene og de bagvedliggende tabsmekanismer. Den derved opnåede viden og tilhørende modeller er afgørende for en bedre modeldannelse, hvilket er vigtigt i forbindelse med optimering af komponenters, apparaters og systemers tabs- og energimæssige egenskaber. Dette medfører mulighed for bedre optimering af apparater og systemer med hensyn til virkningsgrader og energiforbrug. Måleprincippet er baseret på en kalorimetrisk tabsmåling, hvor tabseffekten måles som den afsatte varme inden for et referenceområde. Det udviklede koncept er desuden karakteriseret ved at være fleksibelt, således at der kan anvendes forskellige målemetoder, ligesom systemerne indeholder en avanceret styring af temperaturen i testrummet. Systemet er designet med en avanceret kontrol af temperaturgradienten over kontrolvolumet, således at den afsatte effekt udelukkende optages i en meget nøjagtig målekreds. Samtidig er systemet sikret en høj nøjagtighed, da driftspunktet for målekredsen er optimeret i forhold til den målte effekt. Systemet kan måle tabseffekter mellem 1-50 W med en nøjagtighed mellem 0.5-3 %. Den relative nøjagtighed stiger med stigende målt tabseffekt. Projektet er støttet af Energistyrelsen. (Knud Dam Madsen, Peter Hansen, John K. Pedersen, Ewen Ritchie, Frede Blaabjerg; Danfoss Drives A/S; ABB Motors A/S; Grundfos A/S; Bang & Olufsen A/S)