電感器是生產(chǎn)無源電力濾波器的重要部件,其電感量(L值)的精確與否直接影響到無源電力濾波器的濾波效果。當(dāng)電感器的電感量L達(dá)到毫亨數(shù)量級、額定電流達(dá)到幾十安培時,對于如何精確檢測電感量(L值)并據(jù)此確定電感量(L值)的線性度就提出了更高的要求。傳統(tǒng)的測量方法和測量儀器已經(jīng)不能滿足這樣的要求,而需要采用更精確的測量方法和測量儀器。本文就著重討論了利用美國理想工業(yè)公司800系列電能質(zhì)量分析儀精確測量電感量(L值)的方法。
1傳統(tǒng)測量電感量(L值)的方法
一般電感器制造企業(yè)是這樣檢測電感量(L值):從小到大選一組通過電感器的交流電流I,對應(yīng)每一電流測一個電感器兩端的電壓U,再根據(jù)每一組U、I計算出阻抗Z(U/I=Z),得到一組Z值。如果忽略線圈直流電阻R的影響,認(rèn)為Z=XL(線圈的感抗),或者Z=2πfL(f為交流電的頻率)。顯然,由一組Z可以計算出一組L,根據(jù)這一組L值的變化趨勢來估算電感量(L值)和L值的線性度是否滿足要求。
2精確測量電感量(L值)方法(假定電感器由線圈和一個純電阻串聯(lián)組成)
如果考慮線圈直流電阻R的影響,Z、R、XL關(guān)系如下:
Z2=R2+XL2
Z2=R2+(2πfL)2
上式中π、R、f均為常量,顯然Z是L的二次函數(shù)。整理后,
上式是一個標(biāo)準(zhǔn)的雙曲線方程,函數(shù)圖象如下:
由第一象限圖象可見,Z和L是非線性關(guān)系,傳統(tǒng)方法中根據(jù)Z=2πfL計算L值只是一種近似算法,顯然不能反映真值。
精確的算法是:測量電感器消耗的有功功率P、電感器的交流電流I和電感器兩端的電壓U。
萬用表
線圈直流電阻R的的計算: R= P/ I2
電感器阻抗的計算:Z= U/I
電感量的計算:
3傳統(tǒng)測量儀器
電感量L達(dá)到毫亨數(shù)量級,額定電流達(dá)到幾十安培的電感器的直流電阻R一般小于1歐姆,不易直接精確測量,用間接測量方法需交流電壓表、電流表和功率表(即三表法)。三表法測量接線麻煩且受儀表精度影響較大,還存在抄表誤差和列表分析時的錄入誤差。
4先進(jìn)測量儀器
美國理想工業(yè)公司的800系列電能質(zhì)量分析儀可以在一塊表上同時測量電感器消耗的有功功率P、電感器的交流電流I和電感器兩端的電壓U,并通過軟件將數(shù)據(jù)直接存貯、列表、分析,減少許多中間環(huán)節(jié)的誤差。800系列電能質(zhì)量分析儀的電壓鉗、電流鉗操作既方便又快捷,人機(jī)界面友好,同時體現(xiàn)了數(shù)顯表精度高的優(yōu)勢。