電能質(zhì)量分析儀在精確檢測電感量工作中的應(yīng)用

電能質(zhì)量分析儀在精確檢測電感量工作中的應(yīng)用
遼寧博際電氣技術(shù)有限公司副總經(jīng)理 那榮久

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(jí)、額定電流達(dá)到幾十安培時(shí)，對(duì)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(duì)應(yīng)每一電流測一個(gè)電感器兩端的電壓U，再根據(jù)每一組U、I計(jì)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(jì)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(gè)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(gè)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(jì)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。
線圈直流電阻R的的計(jì)算： R= P/ I2
電感器阻抗的計(jì)算：Z= U/I
電感量的計(jì)算：

3、傳統(tǒng)測量儀器

電感量L達(dá)到毫亨數(shù)量級(jí)，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(shí)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(shí)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(shí)體現(xiàn)了數(shù)顯表精度高的優(yōu)勢。
接線圖如下：


根據(jù)800系列電能質(zhì)量分析儀提供的存貯文件，可以在很短的時(shí)間里獲得7組P、U、I數(shù)據(jù)，P為電感消耗的有功功率，根據(jù)P=I2R，可計(jì)算出7個(gè)R值；根據(jù)U/I=Z計(jì)算出7個(gè)對(duì)應(yīng)的Z值；再根據(jù)Z2=R2+（2πfL）2計(jì)算出7個(gè)對(duì)應(yīng)的L值。這樣一來，我們就精確獲得了一組電感量，滿足了精確測量電感量（L值）和分析L值的線性度的要求。



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