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變壓器磁芯和線圈材料的磁場特性之經(jīng)濟有效測量方案


時間:2018-01-11 作者:GMCI高美測儀
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圖1:磁芯損耗測量回路


在這種情況下,功率損耗Ploss = Utrms × Itrms× cosφ。使用這個測量電路,一次側(cè)的銅電阻造成的電壓降沒有影響,因為一次側(cè)電路只測量了電流值。為了測量真正的磁化電壓,二次側(cè)回路沒有電流通過。一次側(cè)和二次側(cè)的銅損同時排除在被測的功率損耗之外。由于對Utrms、Itrms和cosφ的精確測量,不需要對磁滯回路進行積分和動態(tài)運行,損耗可以通過LMG系列產(chǎn)品直接測量、實時的顯示和讀取。

為了更好地解決這個測量難題,如下細節(jié)需要注意:

功率損耗的計算誤差公式:


延遲時間不同是由于每個測量通道的延遲時間不同造成的。

通常損耗非常小,而且相位角接近90 度,所以cosφ幾乎為0,Δcosφ比上cosφ的值就會變得很大,給測量誤差帶來很大影響。

數(shù)值例子:

假設(shè)測量一個鐵氧體磁芯損耗,cosφ為0.06,一次側(cè)電流為50kHz正弦信號,利用公式:φ= t×360°×f,延遲時間t大概只有3.8ns,但是結(jié)果cos(φ+Δφ)/cosφ≈2%,短于1米的測試線已經(jīng)存在這樣小的延遲。另外還沒算上ΔU / U 和ΔI / I引起的誤差。但是,如果用LMG 這樣高精度的功率分析儀,這些問題可以忽略掉。

對于這樣的測量難題,選擇一臺好的儀器非常關(guān)鍵,需要的不僅是電壓、電流的高精度,更重要的是功率測量的高精度,另外,測試回路的精心設(shè)計對于取得高精度的測量結(jié)果也非常重要,測量回路一定要盡量短而且等長。

LMG系列功率分析儀為此類測量做過校準,包含特殊的延遲調(diào)整,因此電壓、電流通道之間的延遲小于4ns。用戶可以調(diào)整延遲時間。

由于 LMG強大的功能,用戶可以獲得其他磁場相關(guān)的參數(shù)。

磁場強度的測定


Hpk是磁芯磁場強度的峰值,n1是一次側(cè)繞組,Ipk是一次側(cè)電流的峰值,lmagn是磁路長度。Hpk是完全確定的,取決于一次側(cè)電流波形形狀。只有一個要求,電流必須是對稱的。例如Ipk=Ipp/2 。

該方程在LMG610中的公式編輯器以符號表示為:


磁通密度的測定


N2是二次側(cè)繞組,A是磁芯材料有效磁剖面,f=1/T是感應(yīng)電壓的頻率,Bpk是完全確定的,取決于信號形狀。

該方程在LMG610中的公式編輯器以符號表示為:


相對幅值導(dǎo)磁系數(shù)的測定


該方程在LMG610中的公式編輯器以符號表示為:


磁芯損耗的測定

該方程在LMG610中的公式編輯器以符號表示為:

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