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大功率工业磁芯电感测量方法探讨
郝杰 李彦钢 季彩瑞 石家庄凯翔电气有限公司
[摘  要]
说到电感量的测量,大家认为用电感表测量一下就行了,但是实际情况是:大功率工业用磁芯电感在实际工作条件下的电感量和电感测量仪表测量条件下所测的电感量相差很大。本文揭示了造成这种误差的原因,并提出了测量方法。
[关键词]
大功率电感 测量误区 额定工况下的测量 电感量不是常数
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从图1中可以看出,当不存在磁场时,H和B均为零,即图1中B~H曲线的坐标原点0。随着磁场强度H的增加,B也随之增加,但两者之间不是线性关系。当H增加到一定值时,B不再增加(或增加十分缓慢),这说明磁感应强度B已达到饱和状态。
由此可近似确定其磁导率μ=B/H,数学上称为斜率,也就是tanθ=B/H。因B与H非线性关系,故磁导率μ不是常数,而是随H而变化,如图2。
所以针对同一个电感实体,施加不同的功率而激励出不同磁场强度的时候,磁芯的磁导率是不同的,那么电感量值也就不同。这时的电感值仅仅是对应这个磁场强度(或者说对应这个外加功率)时的一个电感值。由此可知磁芯电感的电感量不是一个常数。
三、一般专用电感测量仪表的工作原理
专用电感测量仪表一般采用电桥法(交流电桥)、谐振法、数字化测量法,最常用的是交流电桥法。不管是哪种测试方法,在测量电感的时候,绝大多数仪表给电感的测试信号电压仅仅50 mV~2V,而且要经过100Ω~400Ω电阻的限流分压(可以参考市场上现有专用电感测量仪表的使用手册)。不难看出,这个激励电感线圈磁场强度的功率最大0.04W左右,远远小于一般功率磁芯电感正常工作时的功率300W以上(甚至在100KW)。所以激励的磁场强度很小(多数情况下仅在初始磁导率阶段),对应的磁导率值偏低,得出的电感值就会比标称值偏低(至于偏低多少,是由磁芯本身的固有参数决定的)。
因此一般专用电感测量仪表测量磁芯电感的时候会出现测量值比标称值偏低的现象。而我们在电感的设计、检验及测量时,是按电感的实际工况(如频率、功率、电流)来考虑的,所以测量值和出厂标称值出现偏差也就不难理解和容易解释了。
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