La correction du déphasage dans l’analyse de puissance est comme danser un tango, les deux font la paire : l’analyseur de puissance compatible avec la fonction ainsi qu’un capteur approprié avec un temps de propagation de phase connu. Si l’un ou l’autre manque à l’appel… eh bien… imaginez un peu ce Tango…
L’utilisation de shunts pour mesurer les courants dans l’analyse de puissance peut être une option pour les courants de faible intensité, mais lorsque vous souhaitez mesurer des courants supérieurs à 30 A, on emploie habituellement des capteurs de courant.
Tous les capteurs de courant dans le monde entier produisent toutefois une erreur de phase, qui augmente progressivement dans la gamme des hautes fréquences en raison des temps de propagation de groupe des circuits. De plus, l’ampleur de cette erreur peut varier en raison des différences en termes de conception entre les nombreux modèles de capteurs disponibles.
Une fonction de correction du déphasage permet de compenser cette erreur. Pour qu’une telle fonction de correction du déphasage fonctionne correctement, deux éléments sont requis :
- un analyseur de puissance, qui effectue les bons calculs dans son logiciel
- un capteur de courant avec un déphasage connu
Une bonne façon d’expliquer les calculs du logiciel d’analyse de puissance est de le comparer à la fonction « deskew » d’un oscilloscope : si l’oscilloscope reçoit deux signaux différents à différents moments en raison de latences, la fonction « deskew » vous permet d’aligner ces signaux en compensant la latence avec une valeur de temps fixe.
Figure 1 : analyseur de puissance HIOKI PW8001
Lorsque vous connectez un capteur de courant HIOKI de la série CT68xxA à l'analyseur de puissance PW8001 de la marque HIOKI, le déphasage sera automatiquement corrigé. Il s’agit fondamentalement du même concept comme la fonction de « deskew » car le déphasage est essentiellement une temporisation entre le courant et la tension. À titre d’exemple, voici comment se présente cette temporisation pour un capteur de courant de la série HIOKI CT68xxA. La temporisation est indiquée en nanosecondes par rapport à la fréquence :
Figure 2 : temporisation stable des capteurs HIOKI CT68xxA
Une temporisation de 100 ns à 100 Hz n’a pas le même impact qu’une temporisation de 100 ns à 1 MHz. Cela devient clair lorsque l’on traduit la temporisation susmentionnée en valeurs de temps de propagation de phase exprimées en radians :
Figure 3 : temps de propagation de phase en fonction de la fréquence
Pour rendre les choses aussi simples que plus haut, vous avez bien sûr besoin d’un capteur de courant avec une temporisation identique, indépendamment de la fréquence. Cela est bien le cas avec les capteurs de courant HIOKI comme ceux de la série CT68xxA. Alors, comme avec la fonction « deskew », vous n’avez donc besoin que connecter le capteur de courant à l'analyseur de puissance PW8001 est le déphasage sera compensé automatiquement.
C’est l’une des particularités qui rendent les capteurs HIOKI uniques – par rapport aux autres capteurs de courant actuellement disponibles sur le marché, pour lesquels la temporisation sur la bande de fréquence ressemblerait à la courbe rouge ci-dessous :
Figure 4 : capteurs conventionnels en comparaison à la série HIOKI CT68xxA
Un capteur où les valeurs de temporisation varient en fonction de la fréquence rendrait la compensation du déphasage dans un analyseur de puissance beaucoup plus difficile. Car quelle valeur utilisez-vous comme paramètre de « deskew » ?
Figure 5 : capteurs de courant HIOKI
Une autre particularité unique des capteurs de courant HIOKI est que, pour le temps de propagation de phase, il n’est pas nécessaire de savoir où se trouve l’âme de votre fil dans le capteur lorsque vous réalisez la mesure :
Figure 6 : temps de propagation de phase et position de l’âme du fil du modèle HIOKI CT68xxA
La raison pour laquelle vous ne pouvez voir qu’une seule ligne dans le graphique est que les courbes du temps de propagation de phase sont identiques pour les cinq positions de mesure. Là aussi, il ne s’agit pas d’une fonctionnalité standard des capteurs de courant disponibles sur le marché. En général, la position de l’âme du fil dans le capteur fait une différence, comme vous pouvez le voir sur le graphique ci-dessous :
Figure 7 : temps de propagation de phase conventionnel et position du fil
Comme vous pouvez le voir, il n’y a pas de compensation de déphasage sans un analyseur de puissance compatible. Mais comme vous pouvez également le constater, seule la combinaison d’un analyseur de puissance et d’un capteur de courant approprié vous permet d’obtenir une bonne compensation du déphasage dans vos mesures.
Depuis de nombreuses années, HIOKI se concentre sur la fabrication de capteurs dédiés à la mesure de puissance. Les caractéristiques des temporisations sont donc depuis toujours au cœur des préoccupations des ingénieurs chez HIOKI. Simultanément, les capteurs d’autres fabricants ne sont généralement conçus que pour la détection précise du courant (CC) où les caractéristiques du temps de propagation de phase sont moins importantes.
Figure 8 : les deux font la paire : analyseur de puissance HIOKI PW8001 et capteurs de courant HIOKI ensemble la solution de mesure.
C’est la raison pour laquelle les analyseurs de puissance HIOKI associés aux capteurs de courant HIOKI, constituent la combinaison parfaite pour vos applications d’analyse de puissance à large bande, du courant continu aux hautes fréquences. Parce que, comme pour un tango, les deux font la paire.
Auteurs : Roy Hali et Kai Scharrmann. HIOKI EUROPE GmbH
Plus d’informations : www.hioki.eu
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