Bidirektionale AC Quellen/Senken

Bidirektionale AC-Quellen und Lasten vereinen eine programmierbare AC-Stromversorgung, einen Netzsimulator und eine elektronische AC-Last in einem System. Sie können einen Prüfling mit kontrollierter elektrischer Energie versorgen und gleichzeitig von ihm zurückgespeiste Energie aufnehmen. Regenerative Systeme speisen die aufgenommene Energie in das AC-Versorgungsnetz zurück und ermöglichen dadurch effiziente und reproduzierbare Vierquadrantenprüfungen ohne separate Quellen- und Lastgeräte.

Das Portfolio von ET System umfasst die bidirektionale ZGX-AC/DC-Quelle und Last, den kompakten regenerativen Netzsimulator N75500, das ESA-System für ein- und dreiphasige Netzsimulationen sowie den breitbandigen KGS-Vierquadranten-AC/DC-Leistungsverstärker. Abhängig von der Geräteserie werden einphasiger, Split-Phase- und dreiphasiger Betrieb sowie AC-, DC- und regenerative Lastbetriebsarten unterstützt.

Typische Anwendungen sind die Prüfung netzgekoppelter Wechselrichter, Onboard-Charger, USV-Systeme, elektrischer Antriebe, Photovoltaik-Wechselrichter, Energiespeichersysteme und weiterer Leistungselektronik. Bidirektionale AC-Systeme werden außerdem für Netzsimulationen, Konformitätsprüfungen, automatisierte Testsysteme (ATE) und dynamische Forschungsanwendungen eingesetzt. Die Auswahl erfolgt anhand von Phasenkonfiguration, Spannung, Strom, Quellen- und Senkenleistung, Frequenzbereich, Bandbreite, Netzsimulationsfunktionen, Rückspeisefähigkeit, Schnittstellen und mechanischer Integration.

So wählen Sie die passende bidirektionale AC-Quelle und Last aus

Die Auswahl eines geeigneten bidirektionalen AC-Systems beginnt mit den elektrischen Anforderungen des Prüflings im Quellen- und Lastbetrieb. Neben Spannung, Strom und Leistung sollten die benötigte Phasenkonfiguration, der Frequenzbereich, die Dynamik, Netzsimulationsfunktionen, Rückspeisefähigkeit, Automatisierungsschnittstellen, der Netzanschluss und die mechanische Integration berücksichtigt werden.

• Phasenkonfiguration: Legen Sie fest, ob der Prüfling einphasig, als Split-Phase-System oder dreiphasig betrieben werden muss. Prüfen Sie bei dreiphasigen Anwendungen, ob jede Phase unabhängig geregelt werden kann und ob symmetrische und unsymmetrische Netzbedingungen simuliert werden müssen.
• Spannung, Strom und Leistung in beiden Richtungen: Definieren Sie Effektivspannung, Spitzenspannung, Strom, Scheinleistung, Wirkleistung und kurzzeitige Überlastfähigkeit für den Quellen- und Lastbetrieb. Die verfügbare Quellen- und Senkenleistung kann unterschiedlich sein. Maximale Spannung, maximaler Strom und maximale Leistung stehen möglicherweise nicht gleichzeitig zur Verfügung.
• Vierquadranten- und AC/DC-Betrieb: Prüfen Sie, ob das System positive und negative Spannungen und Ströme sowie AC-, DC- oder AC+DC-Ausgangsbetrieb unterstützen muss. Ein Vierquadrantenbetrieb ist erforderlich, wenn sich Energieflussrichtung und Polarität während der Prüfung ändern können.
• Frequenzbereich und Bandbreite: Definieren Sie die benötigte Grundfrequenz und höherfrequente Signalanteile. Für eine klassische Netzsimulation können Frequenzen um 50 oder 60 Hz ausreichen, während dynamische Prüfungen, Leistungsverstärkung oder Power-Hardware-in-the-Loop-Anwendungen eine deutlich größere Bandbreite erfordern können. Für hochdynamische Anwendungen kann der KGS-AC/DC-Leistungsverstärker geeignet sein.
• Dynamisches Verhalten: Prüfen Sie Spannungs- und Stromanstiegsraten, Ansprechzeit, Einschwingzeit, Überschwingen, minimale Ereignisdauer und den Übergang zwischen Quellen- und Lastbetrieb. Schnelle und nahtlose Übergänge sind besonders für Wechselrichter-, Antriebs- und Energiespeicherprüfungen wichtig.
• Netzsimulation: Prüfen Sie die Unterstützung programmierbarer Spannungs- und Frequenzsequenzen, Phasenwinkelsprünge, Spannungseinbrüche, Unterbrechungen, Rampen, Phasenunsymmetrien, Oberschwingungen und frei definierbarer Kurvenformen. Klären Sie außerdem, ob die benötigten IEC-, EN-, Grid-Code- oder anwendungsspezifischen Prüffunktionen verfügbar sind.
• Leistungsfaktor und Blindleistung: Definieren Sie die benötigte Wirk- und Blindleistung sowie den Leistungsfaktorbereich. Prüfen Sie, ob voreilende und nacheilende Ströme sowie die Simulation induktiver, kapazitiver und nichtlinearer Lastbedingungen erforderlich sind.
• Rückspeisung und Netzanschluss: Regenerative Systeme speisen aufgenommene Energie in das AC-Versorgungsnetz zurück, anstatt sie vollständig in Wärme umzuwandeln. Prüfen Sie die verfügbare Netzspannung, Phasenkonfiguration, den benötigten Eingangsstrom, die Anschlussart, Rückspeisegrenzen und die Anforderungen der Gebäudeinstallation.
• Genauigkeit und Spannungsqualität: Prüfen Sie die Programmier- und Messgenauigkeit für Spannung, Strom, Leistung, Frequenz und Phasenlage sowie Auflösung, Gesamtklirrfaktor (THD), Restwelligkeit, Rauschen und Datenerfassungsrate.
• Schnittstellen und Automatisierung: Für automatisierte Testsysteme (ATE) sollten Fernsteuerbefehle, Sequenzfunktionen, Triggermöglichkeiten, externe Analogsteuerung, Softwarekompatibilität und verfügbare Schnittstellen wie LAN, CAN, RS232, RS485, USB, SCPI und digitale Ein- und Ausgänge geprüft werden.
• Schutz und Sicherheit: Berücksichtigen Sie Überspannungs-, Überstrom-, Überleistungs- und Übertemperaturschutz, Interlock-Funktionen, Notabschaltung, Entladeverhalten, Isolation, Erdungskonzept und Berührungsschutz.
• Parallelbetrieb und Skalierbarkeit: Prüfen Sie bei höheren Strom- oder Leistungsanforderungen, ob die ausgewählte Geräteserie einen Parallel- oder Master-Slave-Betrieb unterstützt. Zu berücksichtigen sind die maximale Geräteanzahl, das gemeinsame Arbeitskennfeld, Leistungsverteilung, Kommunikation und Verkabelung.
• Mechanische Integration und Kühlung: Berücksichtigen Sie Abmessungen, Gewicht, Rackeinbau, Luftführung, Kühlungsanforderungen, AC- und DC-Anschlüsse, Netzanschluss und den benötigten Platz für Sicherheits- und Schaltkomponenten.

Wird Energie nur in eine Richtung benötigt, kann eine konventionelle programmierbare AC-Stromversorgung oder elektronische AC-Last ausreichend sein. Für anwendungsspezifische Prüfstände kombiniert ET System Quellen, Lasten, Messtechnik, Sicherheitstechnik, Leistungsverteilung und Steuerungssysteme im Rahmen der Systemintegration zu einer vollständigen Prüflösung. Benötigen Sie Unterstützung bei der Auswahl einer geeigneten Konfiguration, kontaktieren Sie unser technisches Vertriebsteam.