大功率工業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、作為感性負載產生無功功率等基本作用。因此，在電子電路和工業模擬負載當中應用非常廣泛。

我公司是專業生產感性負載柜的廠家，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稱值偏差較大的問題。這到底是為什么呢？后來發現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，往往會出現測量值偏低的現象。而且，隨著工業的發展，行業內的這種現象也越來越普遍，迫切需要解決。近年來，通過多方實驗，總結出一些電感測量的經驗，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中走出來。

2.電感的特性

電感是衡量線圈產生電磁感應能力的物理量。當線圈通入非穩態電流時，周圍就會產生變化的磁場。通入線圈的功率越大，激勵出來的磁場強度越高，反之則小（磁感應強度達到飽和之前）。

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定值常數，應用簡單，這里就不再贅述了。

大型磁芯電感在工業中應用的更多，電感量值的準確與否是關鍵性問題，無論從理論上還是實際應用中都有重大的意義。

通過公式L=μ×Ae*N2/ l?進行分析。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表示線圈的匝數、lm表示磁心的磁路長度。由此可知，當某個電感生產成型后，Ae、N、lm 都為定值，那么影響電感出廠后量值的就只有磁導率μ了。

μ是不是一個常數呢？下面通過μ＝B/H磁化曲線圖來研究一下電感的磁性規律：

圖1 圖2

從圖1中可以看出，當不存在磁場時，Ｈ和Ｂ均為零，即圖1中Ｂ～Ｈ曲線的坐標原點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系。當Ｈ增加到一定值時，Ｂ不再增加（或增加十分緩慢），這說明磁感應強度B已達到飽和狀態。