大功率工業(yè)磁芯電感測(cè)量方法探討

1. 前言

電感具有濾波、振蕩、延遲、陷波、電壓超前電流、作為感性負(fù)載產(chǎn)生無(wú)功功率等基本作用。因此，在電子電路和工業(yè)模擬負(fù)載當(dāng)中應(yīng)用非常廣泛。

我公司是專業(yè)生產(chǎn)感性負(fù)載柜的廠家，很多設(shè)備用于軍工、航空、航天等單位，這些單位對(duì)設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)要求較高。在設(shè)備驗(yàn)收的過(guò)程中多次遇到客戶使用專用電感測(cè)量?jī)x表測(cè)量的電感值和出廠標(biāo)稱值偏差較大的問(wèn)題。這到底是為什么呢？后來(lái)發(fā)現(xiàn)專用電感測(cè)量?jī)x表對(duì)小功率、高頻的普通電感測(cè)量還是比較準(zhǔn)確的，但是在測(cè)量大功率磁芯電感，尤其低頻大功率磁芯電感的時(shí)候，往往會(huì)出現(xiàn)測(cè)量值偏低的現(xiàn)象。而且，隨著工業(yè)的發(fā)展，行業(yè)內(nèi)的這種現(xiàn)象也越來(lái)越普遍，迫切需要解決。近年來(lái)，通過(guò)多方實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出一些電感測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)，跟大家共享。希望能幫助大家從盲目相信專用電感測(cè)量?jī)x表能測(cè)試大功率磁芯電感的誤區(qū)中走出來(lái)。

2.電感的特性

電感是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)能力的物理量。當(dāng)線圈通入非穩(wěn)態(tài)電流時(shí)，周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。通入線圈的功率越大，激勵(lì)出來(lái)的磁場(chǎng)強(qiáng)度越高，反之則?。ù鸥袘?yīng)強(qiáng)度達(dá)到飽和之前）。

電感一般分為空芯電感和磁芯電感兩種。空芯電感的電感量是一個(gè)定值常數(shù)，應(yīng)用簡(jiǎn)單，這里就不再贅述了。

大型磁芯電感在工業(yè)中應(yīng)用的更多，電感量值的準(zhǔn)確與否是關(guān)鍵性問(wèn)題，無(wú)論從理論上還是實(shí)際應(yīng)用中都有重大的意義。

通過(guò)公式L=μ×Ae*N2/ l?進(jìn)行分析。L表示電感量、μ表示磁心的磁導(dǎo)率、Ae表示磁心的截面積、N表示線圈的匝數(shù)、lm表示磁心的磁路長(zhǎng)度。由此可知，當(dāng)某個(gè)電感生產(chǎn)成型后，Ae、N、lm 都為定值，那么影響電感出廠后量值的就只有磁導(dǎo)率μ了。

μ是不是一個(gè)常數(shù)呢？下面通過(guò)μ＝B/H磁化曲線圖來(lái)研究一下電感的磁性規(guī)律：

圖1 圖2

從圖1中可以看出，當(dāng)不存在磁場(chǎng)時(shí)，Ｈ和Ｂ均為零，即圖1中Ｂ～Ｈ曲線的坐標(biāo)原點(diǎn)０。隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度Ｈ的增加，Ｂ也隨之增加，但兩者之間不是線性關(guān)系。當(dāng)Ｈ增加到一定值時(shí)，Ｂ不再增加（或增加十分緩慢），這說(shuō)明磁感應(yīng)強(qiáng)度B已達(dá)到飽和狀態(tài)。