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(fù)載產(chǎn)生無功功率等基本作用。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，這些單位對設(shè)備的各項指標(biāo)要求較高。在設(shè)備驗收的過程中多次遇到客戶使用專用電感測量儀表測量的電感值和出廠標(biāo)稱值偏差較大的問題。這到底是為什么呢？后來發(fā)現(xiàn)專用電感測量儀表對小功率、高頻的普通電感測量還是比較準(zhǔn)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候，往往會出現(xiàn)測量值偏低的現(xiàn)象。而且，隨著工業(yè)的發(fā)展，行業(yè)內(nèi)的這種現(xiàn)象也越來越普遍，迫切需要解決。近年來，通過多方實驗，總結(jié)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用電感測量儀表能測試大功率磁芯電感的誤區(qū)中走出來。

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，周圍就會產(chǎn)生變化的磁場。通入線圈的功率越大，激勵出來的磁場強度越高，反之則小（磁感應(yīng)強度達(dá)到飽和之前）。

電感一般分為空芯電感和磁芯電感兩種?？招倦姼械碾姼辛渴且粋€定值常數(shù)，應(yīng)用簡單，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)鍵性問題，無論從理論上還是實際應(yīng)用中都有重大的意義。

通過公式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表示磁心的磁路長度。由此可知，當(dāng)某個電感生產(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是不是一個常數(shù)呢？下面通過μ＝B/H磁化曲線圖來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)不存在磁場時，Ｈ和Ｂ均為零，即圖1中Ｂ～Ｈ曲線的坐標(biāo)原點０。隨著磁場強度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，Ｂ不再增加（或增加十分緩慢），這說明磁感應(yīng)強度B已達(dá)到飽和狀態(tài)。