變壓器鐵芯和線圈的磁性特征的測試

高精度功率分析儀LMG95及其他 LMG 系列功率分析儀產(chǎn)品，可以測量變壓器鐵芯和線圈的磁性特征以及對于功率損耗的精確測量，用高頻信號測量硅鋼磁芯和鐵氧體磁芯的功率損耗:準(zhǔn)確、簡單、實(shí)時。

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

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

測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)，通過施加一個任意波形型號于包芯的一次側(cè)，然后測量二次測的開路電壓，LMG系列功率分析儀產(chǎn)品可以輕松確定損耗。

初級線圈電流峰值(Ipk)與磁場強(qiáng)度(Hpk)成正比，次級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)測量鐵氧體磁芯損耗時，銅損不應(yīng)計算在內(nèi)，測量可以通過下列接線圖來實(shí)現(xiàn)：

這種情況下，功率損失 Ploss = Utrms  · Itrms  · cos  φ.，利用這個測試線路，一次側(cè)銅阻造成的壓降沒有影響，因?yàn)橐淮蝹?cè)只測量了電流，

為了測量實(shí)時的磁化電壓，二次側(cè)回路沒有電流流通。一次測和二次側(cè)銅損同時被排除在了功率損耗之外。由于對 Utrms, Itrms 和 cos? 的精確測量，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 系列功率分析儀產(chǎn)品直接測量、實(shí)時的顯示和讀取。

為了更精確的解決這個測量難題，如下細(xì)節(jié)需要注意：

功率損耗的計算誤差公式：

總的損耗誤差包含了測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測量通道的延遲時間不同造成

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? 的值就會變得很大，給測量誤差帶來很大影響。

例如：

測量一個鐵氧體磁芯損耗，cos? 為 0.06，一次測施加 50KHz 正弦信號，利用公式：? = t  ? 360° ? f，延遲時間 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功率分析儀這樣高精度的功率分析儀，這些問題可以忽略掉。

對于這樣困難的測量，選擇一臺好的儀器非常關(guān)鍵，需要的不僅是電壓電流的高精度，更重要的是功率測量的高精度，另外，測試回路的精心設(shè)計對于取得好的測量結(jié)果也非常重要，測量回路一定要盡量短而且等長。

LMG 功率分析儀轉(zhuǎn)為此類應(yīng)用而生，D有的延遲調(diào)節(jié)功能，對于 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功率分析儀強(qiáng)大的功能，用戶可以獲得另外磁場相關(guān)的參數(shù)：

磁場強(qiáng)度：Hpk=Ipp/2*n1/lmagn 磁通密度：Bpk = Urect/(4 · f · n2 · A) 相對幅值導(dǎo)磁系數(shù)：ua=Bpk/Hpk/1.2566e‐6 磁芯損耗：Pfe = P * n1/n2

LMG95 功率分析儀測試過程：

按照圖 1 把功率分析儀和電源及待測設(shè)備連接，通過腳本編輯器內(nèi)置公式，計算出來的值可以直接讀取，圖形顯示或打印。 特別是磁場強(qiáng)度、磁通密度、導(dǎo)磁系數(shù)這些無法直接測量的量可以實(shí)時的顯示在屏幕中。

結(jié)論： 通過直接測量獲得的參數(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，磁場強(qiáng)度， 導(dǎo)磁系數(shù)，這些量可以通過功率分析儀 LMG95 實(shí)時的顯示。