电感测量方法及应用

发表时间：2020-12-07T08:04:25.254Z 来源：《中国科技人才》2020年第23期 作者： 王会生

[导读] 本文使用两种方法，对不同环境下纯电感线圈、风电电机定子绕组进行电感测试研究，达到科学、准确的测量目的。中车永济电机有限公司检测实验中心 山西永济 044502

摘要：本文使用两种方法，对不同环境下纯电感线圈、风电电机定子绕组进行电感测试研究，达到科学、准确的测量目的。 关键词：LCR测试仪；单相交流电源法；自感；互感；漏感 引言

线圈电感因结构、测试环境、使用电源品质不同，造成测试结果存在较大差异。现使用电感测试仪、单相交流电源法分别测试纯电感线圈、风电定子绕组电感值，通过比对分析，查找两种方法的可替换条件及等价性。 1 电感测量影响因素

空心线圈电感：由于线圈无铁心，磁通Φ的磁路磁阻是线性的，磁通Φ与电流i成正比，线圈的电感为： 常数，此线圈在电路中为一线性电感元件。电感量是一个与线圈的匝数、大小形状和介质有关的一个参量，它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。

交流铁心线圈：当线圈两端加上交流电压u后，线圈中有电流i流过，磁动势iN（N为线圈匝数）产生的磁通绝大部分通过铁心闭合，这部分为主磁通Φ。此外有很少一部分磁通经过非导磁介质（如空气、绝缘油等）闭合，即漏磁通Φσ。

主磁通和漏磁通的磁路性质不同，主磁通通过铁心，由于铁心磁路的磁饱和性，i和Φ之间不存在线性关系，铁心线圈是一个非线性电感元件。而铁心线圈的漏电感为 常数，励磁电流i与Φσ成线性关系。

交流铁心线圈电感值的影响因素包括：互感、漏感现象产生的感应电动势。 2 电感测量方法 2.1 电感测试仪法

采用数字电桥即数字式LCR测试仪IM3536，测量原理见图1。0℃～40℃、80%rh以下使用，高精度±0.05％ rdg。测量频率：4 Hz～8MHz；测量信号电平（V模式）：4 Hz～1 MHz为10 mV～5 V rms（最大50mA）；分辨率：10mV～1V rms时1mVrms步进；串联电感：±（0.00000μ～9.99999 GH）。 使用方法：

①仪器校准，主要进行开路、短路校准。 ②根据被测电感元件要求选择相应测量条件。

③选用合适测试夹具，保证引线干净整洁，按要求接入电感线圈。

④接通电源，打开电感测试仪，仪器进入自检状态（3~5s），开机后，机器预热一段时间。

⑤按要求将频率设置为50Hz或其它频率，测试电压水平选1V、3V、或5V，选择测试参数Ls（串联电感）档位。 ⑥开始测试，待数据稳定后读取电感值。 2.2 单相交流电源法

测试仪器：万用表或微欧计、220V单相调压器、数字多用表，波纹电阻。 ①电感线圈的直流电阻R用万用表或微欧计直接测量。

数据分析：a） 交流铁心线圈电感使用单相交流电源法电流越大，在交流铁心线圈内部产生自感、互感、漏感等现象愈强，测得值偏差愈大。b）因使用设备量程、测试仪器精度、线路损耗等原因，导致电感值与理论值偏差较大。 说明交流铁心线圈的电感测试不宜采用单相交流电源法。

b） LCR测试仪IM3536可变电压：选择信号电平1V rms，精度±0.05％ rdg，不易在交流铁心线圈内部产生自感、互感、漏感等现象，电感值接近理论值。

说明交流铁心线圈的电感测试可采用电感测试仪法。 4、注意事项

①线圈电感量太小，不能直接接入220伏交流电，可用小变压器降压后接入。

②电感类元件，铁心与绕线容易因温升、强磁场的影响产生感量变化，测试时需注意本体所处环境必须在使用规格范围内。 ③电感器绕线，在电流通过后容易形成电磁场。在元件位置摆放时，需注意使相邻之电感器彼此远离，或绕线组互成直角，以减少相互间之感应量。

④仪表测试电感值时，为求数据正确，测试引线应尽量接近元件本体。

参考文献：

[1]才家刚.电机试验手册.中国电力出版社.1996. [2]日置LCR 测试仪 IM3536使用说明书.

[3]袁成华、陈佳彤.电工基础.人民邮电出版社.2014.