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EDA/SW/T&M 60 - ELETTRONICA OGGI 490 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2020 POWER ANALISYS La figura 3 illustra un tipico sistema di misurazione della potenza che include un sensore di corrente. Come descritto sopra, alcuni sensori generano cor- rente in uscita, mentre altri generano tensione. Dal mo- mento che i sensori con uscita in corrente sono utiliz- zati più comunemente rispetto ai sensori con uscita in tensione, questo approfondimento prenderà in esame l’uso di sensore con uscita in corrente. Affinché il segnale di uscita del sensore di corrente possa essere trasmesso all’analizzatore di potenza senza degradazione è necessario assicurarsi che ven- gano soddisfatte le seguenti condizioni: 1. Deve essere utilizzato un alimentatore di alta qualità per il sensore e deve essere adeguatamente messo a terra. 2. L’accoppiamento di capacità tra i cavi e tra i cavi e la terra deve essere basso e la resistenza al rumore dei cavi stessi deve essere invece elevata. 3. Gli ingressi di corrente dell’analizzatore di potenza devono offrire buone caratteristiche di frequenza con poco riscaldamento e prestazioni di isolamento ele- vate (CMRR elevato e bassa corrente di dispersione). Inoltre, lo strumento deve fornire un’elevata resistenza al rumore e deve essere adeguatamente messo a terra. In generale, la potenza viene misurata con un sistema composto da sensori di corrente, un alimentatore per i sensori e un analizzatore di potenza – spesso di pro- duttori diversi. Inoltre il tipo di cavo e la modalità di cablaggio dipendono dalle scelte personali dell’utente. Fig. 3 – Schema di un tipico sistema di misurazione della potenza che include un sensore di corrente L’analizzatore di potenza L’analizzatore di potenza è uno strumento in grado di misurare simultaneamente i segnali di tensione e corrente e contemporaneamente realizzare le elaborazioni matematiche necessarie a determinare i rela- tivi parametri elettrici secondari. A seconda delle capacità di acquisizione e del tipo di circuiti di misura selezionabili, un analizzatore di potenza è in grado di effettuare le proprie misure su segnali in DC e/o su segnali in AC per diverse tipologie di connessione, che spaziano dal semplice monofase a 2 fili fino al più articolato trifase a 4 fili. Se per la misura in DC la rilevazione e le elaborazioni sono piuttosto semplici in quanto non vi sono va- riazioni rapide nel dominio del tempo, per le misure in AC entra in gioco la modalità di elaborazione dei segnali e la banda delle frequenze sottoposte ad analisi. Il miglior metodo di misura per sistemi AC è definito RMS, corrispondente alla media quadratica dei valori letti sulla base del periodo di frequenza del regime periodico alternato (per gli impianti elettrici e per le apparecchiature elettriche connesse alle reti di distribuzione, il periodo è tipicamente 50 Hz oppure 60 Hz). Oltre alla frequenza di riferimento periodica (50 Hz o 60 Hz), la valutazione dell’elaborazione RMS deve te- ner conto della banda di frequenze oggetto di analisi, ovvero la quantità di frequenze multiple della fonda- mentale che vengono incluse nel calcolo RMS. Maggiore è la banda passante complessiva, migliore e più dettagliato sarà il risultato di tale elaborazione, soprattutto nel caso in cui i segnali periodici di tensione e corrente siano inquinati da segnali non periodici. Mentre in genere la misura di tensione avviene per connessione diretta, la misura di corrente molto più spesso viene realizzata tramite riduttori di corrente, quali i trasformatori amperometrici (TA) oppure con sensori di corrente a pinza oppure con sensori che sfruttano il medesimo principio ma che lo applicano su bobine di Rogowski, ovvero su sonde flessibili e deformabili. Gli innovativi analizzatori di potenza non si limitano a misurare la potenza. Spesso vengono inclusi ingressi di misura in grado di rilevare segnali di natura meccanica quali la coppia e la velocità, che costituiscono fattori fondamentali per le applicazioni su banchi prova e in produzione. In questo modo si ottengono dati affidabili per valutare prestazioni ed efficienza elettromeccanica. Alcuni dei calcoli e dei metodi analitici aggiuntivi eseguiti con analizzatori di potenza avanzati compren- dono: – Mappatura dell’efficienza – Analisi della trasformata di Fourier veloce (FFT) e delle componenti armoniche – Valori fondamentali, valori quadratici (RMS), valori di picco e di cresta – Diagrammi vettoriali e rilevazione delle componenti asimmetriche – Correnti differenziali di dispersione – Misura con il metodo ad inserzione diretta, senza surriscaldamento dei circuiti di ingresso