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變壓器鐵芯和線圈的磁性特征的測(cè)試

高精度功率分析儀LMG系列產(chǎn)品，可以測(cè)量變壓器鐵芯和線圈的磁性特征以及對(duì)于功率損耗的精確測(cè)量，用高頻信號(hào)測(cè)量硅鋼磁芯和鐵氧體磁芯的功率損耗:準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí).

包括磁通量的峰值，磁場(chǎng)強(qiáng)度，低頻或高頻工作下的磁芯的導(dǎo)磁系數(shù)，對(duì)于應(yīng)用磁芯的磁性元件的質(zhì)控非常有幫助。

傳統(tǒng)的測(cè)量方法需要正弦磁場(chǎng)強(qiáng)度或者昂貴復(fù)雜的信號(hào)源，由于測(cè)試的重點(diǎn)是飽和區(qū)間，所以對(duì)信號(hào)源的輸出范圍要求很高。如果有一臺(tái)智能的測(cè)試儀器，配合低成本的電源甚至諧波擾動(dòng)很大的市電都可以實(shí)現(xiàn)的話，將會(huì)使得測(cè)試變得更簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)有效。

測(cè)量功率損耗

鐵氧化磁芯的損耗和磁滯環(huán)面積成正比，另外也和溫度，頻率，磁通密度，鐵素體材質(zhì)，磁芯的幾何體形狀有關(guān)，通過施加一個(gè)任意波形型號(hào)于包芯的一次側(cè)，然后測(cè)量二次測(cè)的開路電壓，LMG系列產(chǎn)品可以輕松確定損耗。

初級(jí)線圈電流峰值(Ipk)與磁場(chǎng)強(qiáng)度(Hpk)成正比，次級(jí)線圈開路電壓整流值(Urect)和磁通密度成正比。磁滯回線的面積和體磁鐵損耗的能量成正比。

總的線繞式鐵芯損耗包含了磁滯損耗Ploss、渦電流損耗、線圈損耗及其它剩余損耗，當(dāng)測(cè)量鐵氧體磁芯損耗時(shí)，銅損不應(yīng)計(jì)算在內(nèi)，測(cè)量可以通過下列接線圖來(lái)實(shí)現(xiàn)：

這種情況下，功率損失Ploss = Utrms · Itrms · cos φ.，利用這個(gè)測(cè)試線路，一次側(cè)銅阻造成的壓降沒有影響，因?yàn)橐淮蝹?cè)只測(cè)量了電流，為了測(cè)量實(shí)時(shí)的磁化電壓，二次側(cè)回路沒有電流流通.一次測(cè)和二次側(cè)銅損同時(shí)被排除在了功率損耗之外.由于對(duì)Utrms, Itrms 和 cos的精確測(cè)量，磁滯回線的完整和典型曲線不需要知道，能量損耗可以通過LMG系列產(chǎn)品直接測(cè)量、實(shí)時(shí)的顯示和讀取。

為了更精確的解決這個(gè)測(cè)量難題，如下細(xì)節(jié)需要注意：

功率損耗的計(jì)算誤差公式

總的損耗誤差包含了測(cè)量的電壓電流值的幅值誤差以及他們延遲不同造成的誤差，這些延遲是由于每個(gè)測(cè)量通道的延遲時(shí)間不同造成。通常損耗非常小而且相位延遲接近90度，所以cos幾乎為0，Δcos比上cos的值就會(huì)變得很大，給測(cè)量誤差帶來(lái)很大影響。

例如：

測(cè)量一個(gè)鐵氧體磁芯損耗，cos為0.06，一次測(cè)施加50KHz正弦信號(hào)，利用公式： = t 360° f，延遲時(shí)間t大概只有3.8ns，但是結(jié)果Δcos cos = 2%，這樣小的延遲已經(jīng)存在于測(cè)量線小于1m回路中，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(duì)于這樣困難的測(cè)量，選擇一臺(tái)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(cè)量的高精度，另外，測(cè)試回路的精心設(shè)計(jì)對(duì)于取得好的測(cè)量結(jié)果也非常重要，測(cè)量回路一定要盡量短而且等長(zhǎng)。

LMG功率分析儀轉(zhuǎn)為此類應(yīng)用而生，獨(dú)有的延遲調(diào)節(jié)功能，對(duì)于4ns內(nèi)的電壓電流通道之間的延遲可以自由調(diào)節(jié)。

由于LMG強(qiáng)大的功能，用戶可以獲得另外磁場(chǎng)相關(guān)的參數(shù)：

磁場(chǎng)強(qiáng)度：Hpk=Ipp/2*n1/lmagn

磁通密度：Bpk = Urect/(4 · f · n2 · A)

相對(duì)幅值導(dǎo)磁系數(shù)：ua=Bpk/Hpk/1.2566e6

磁芯損耗：Pfe = P * n1/n2

LMG系統(tǒng)功率分析儀測(cè)試過程：

按照?qǐng)D1把功率分析儀和電源及待測(cè)設(shè)備連接，通過腳本編輯器內(nèi)置公式，計(jì)算出來(lái)的值可以直接讀取，圖形顯示或打印。

特別是磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁通密度、導(dǎo)磁系數(shù)這些無(wú)法直接測(cè)量的量可以實(shí)時(shí)的顯示在屏幕中。

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結(jié)論：

通過直接測(cè)量獲得的參數(shù)：整流過的傳導(dǎo)電壓，頻率，一次側(cè)電流峰值以及用戶提供的鐵氧體磁芯尺寸數(shù)據(jù)，可以算出磁通量，磁場(chǎng)強(qiáng)度，導(dǎo)磁系數(shù)，這些量可以通過功率分析儀LMG系列實(shí)時(shí)的顯示。