大功率工業(yè)磁芯電感測量方法探討

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)模擬負載當中應用非常廣泛。

我公司是專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)感性負載柜的廠(chǎng)家，很多設備用于軍工、航空、航天等單位，這些單位對設備的各項指標要求較高。在設備驗收的過(guò)程中多次遇到客戶(hù)使用專(zhuān)用電感測量?jì)x表測量的電感值和出廠(chǎng)標稱(chēng)值偏差較大的問(wèn)題。這到底是為什么呢？后來(lái)發(fā)現專(zhuān)用電感測量?jì)x表對小功率、高頻的普通電感測量還是比較準確的，但是在測量大功率磁芯電感，尤其低頻大功率磁芯電感的時(shí)候，往往會(huì )出現測量值偏低的現象。而且，隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展，行業(yè)內的這種現象也越來(lái)越普遍，迫切需要解決。近年來(lái)，通過(guò)多方實(shí)驗，總結出一些電感測量的經(jīng)驗，跟大家共享。希望能幫助大家從盲目相信專(zhuān)用電感測量?jì)x表能測試大功率磁芯電感的誤區中走出來(lái)。

2.電感的特性

電感是衡量線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁感應能力的物理量。當線(xiàn)圈通入非穩態(tài)電流時(shí)，周?chē)蜁?huì )產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。通入線(xiàn)圈的功率越大，激勵出來(lái)的磁場(chǎng)強度越高，反之則?。ù鸥袘獜姸冗_到飽和之前）。

電感一般分為空芯電感和磁芯電感兩種?？招倦姼械碾姼辛渴且粋€(gè)定值常數，應用簡(jiǎn)單，這里就不再贅述了。

大型磁芯電感在工業(yè)中應用的更多，電感量值的準確與否是關(guān)鍵性問(wèn)題，無(wú)論從理論上還是實(shí)際應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表示磁心的磁導率、Ae表示磁心的截面積、N表示線(xiàn)圈的匝數、lm表示磁心的磁路長(cháng)度。由此可知，當某個(gè)電感生產(chǎn)成型后，Ae、N、lm 都為定值，那么影響電感出廠(chǎng)后量值的就只有磁導率μ了。

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

圖1 圖2

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