大功率工业磁芯电感测量方法探讨

1. 前言

电感具有滤波、振荡、延迟、陷波、电压超前电流、作为感性负载产生无功功率等基本作用。因此，在电子电路和工业模拟负载当中应用非常广泛。

我公司是专业生产感性负载柜的厂家，很多设备用于军工、航空、航天等单位，这些单位对设备的各项指标要求较高。在设备验收的过程中多次遇到客户使用专用电感测量仪表测量的电感值和出厂标称值偏差较大的问题。这到底是为什么呢？后来发现专用电感测量仪表对小功率、高频的普通电感测量还是比较准确的，但是在测量大功率磁芯电感，尤其低频大功率磁芯电感的时候，往往会出现测量值偏低的现象。而且，随着工业的发展，行业内的这种现象也越来越普遍，迫切需要解决。近年来，通过多方实验，总结出一些电感测量的经验，跟大家共享。希望能帮助大家从盲目相信专用电感测量仪表能测试大功率磁芯电感的误区中走出来。

2.电感的特性

电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。当线圈通入非稳态电流时，周围就会产生变化的磁场。通入线圈的功率越大，激励出来的磁场强度越高，反之则小（磁感应强度达到饱和之前）。

电感一般分为空芯电感和磁芯电感两种。空芯电感的电感量是一个定值常数，应用简单，这里就不再赘述了。

大型磁芯电感在工业中应用的更多，电感量值的准确与否是关键性问题，无论从理论上还是实际应用中都有重大的意义。

通过公式L=μ×Ae*N2/ l•进行分析。L表示电感量、μ表示磁心的磁导率、Ae表示磁心的截面积、N表示线圈的匝数、lm表示磁心的磁路长度。由此可知，当某个电感生产成型后，Ae、N、lm 都为定值，那么影响电感出厂后量值的就只有磁导率μ了。

μ是不是一个常数呢？下面通过μ＝B/H磁化曲线图来研究一下电感的磁性规律：

图1 图2

从图1中可以看出，当不存在磁场时，Ｈ和Ｂ均为零，即图1中Ｂ～Ｈ曲线的坐标原点０。随着磁场强度Ｈ的增加，Ｂ也随之增加，但两者之间不是线性关系。当Ｈ增加到一定值时，Ｂ不再增加（或增加十分缓慢），这说明磁感应强度B已达到饱和状态。