1實現(xiàn)原理
將導(dǎo)線穿過磁環(huán)就構(gòu)成了一個共模扼流圈,也可以將導(dǎo)線在磁環(huán)上面繞幾匝,電感量與匝數(shù)的平方成正比,匝數(shù)越多,對頻率較低的干擾抑制效果越好,而對頻率較高的噪聲抑制作用較弱,在實際工程中,要根據(jù)干擾電流的頻率特點(diǎn)來調(diào)整磁環(huán)的匝數(shù)。用一根導(dǎo)線穿過鐵芯電感,并纏繞一定的圈數(shù),在導(dǎo)線兩端加上適當(dāng)?shù)慕涣麟妷?獲得該電壓與流經(jīng)導(dǎo)線的電流的矢量數(shù)據(jù),計算出鐵芯電感量。
1.1等效電路
電感等效電路如圖1所示。
電感的等效阻抗:電感元件除電感L外,也總是有損耗電阻RL和分布電容CL。一般情況下,RL和CL的影響很小。電感元件接于直流并達(dá)到穩(wěn)態(tài)時,可視為電阻:若接于低頻交流電路,則可視為理想電感L和損耗電阻RL的串聯(lián)。
1.2計算方法
如圖1所示,電路總阻為:
式中,Ri和Li分別為電感元件的等效電阻和等效電感。
從式(1)知,當(dāng)CL甚小或RL、CL和o都不大時,Li才會等于L或接近等于L。
在低頻電路中C可視為開路,這里選取50iH工頻電源,電感等效電路為L與RL串聯(lián),如圖2所示。
將式(2)代入式(1),得式(3):
電感電流與電壓的頻率相同,工頻交流電中,都是50iH。純電阻負(fù)載電壓、電流同相位,純電感負(fù)載電壓超前電流90m,電流滯后于電壓角度9,可得:
將式(5)代入式(3)中,可得:
電感量與匝數(shù)的平方成正比,實際電感量L4,f為纏繞導(dǎo)線圈數(shù),將式(6)代入可得:
2測試計算
實驗用漆包線穿繞10圈,繞緊,漆包線兩端加上交流電壓,測量漆包線兩端的電壓與流過的電流,獲得波形如圖3所示。
示波器測量所得數(shù)據(jù):電壓0.36V,電流14.91A,其中電壓超前72o,可得tan9=3(wL=3R)。將Ui=0.36V,I=14.91A,tan9=3,n=10,f=50代入式(7),計算可得L=0.73μH。
3實驗驗證
為了驗證該方法的應(yīng)用可行性,選擇了MT4080D手持電橋,如圖4所示,用其電感測量功能測量獲得電感值182.6μH,圈數(shù)n=16,可得鐵芯電感值0.71μH,對比實驗數(shù)據(jù)L=0.73μH知,這種鐵芯電感的測量方法可行。
圖4 電橋測量
4結(jié)語
經(jīng)過多個型號鐵芯電感測試,這種利用增加纏繞線圈來獲取相應(yīng)電壓、電流值與相位差,從而最終得到電感值的方法是可行的,這種方法無需專用的檢測裝置即可獲得鐵芯電感值,非常適合沒有專用儀器的測試,具有廣泛的應(yīng)用前景。
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