铁心磁特性参数测定的分析介绍

在分析和计算饱和电抗器时，常要求事先知道铁心的磁特性及参数。磁特性的测试和磁参数是由电磁物理过程分析及工程设计的先决条件确定的。工厂在批量生产时，铁心的检验、选择、配对等也对磁特性测试方法提出相应的要求。

静态磁滞回线的测试方法（如检流计法、应用数字式动态磁特性测试仪等）这里不再赘述。本章中重点叙述铁心动态磁回线的测试方法原理，并说明如何计算并决定磁参数。

动态磁特性包括对称的磁回线族及不对称的局部磁回线族，前者表示交流激磁时铁心的磁状态变化，后者表示同时有交流与直流激磁时，或同时有半波正弦、脉冲、直流激磁时，铁心磁状态的变化。

动态磁特性的测试方法很多，最常用而且较方便的是用阴极示波器法测试，它的优点是：

（1）可以观察和拍摄不同激磁条件下的磁回线，从而可以简便地计算磁参数Hc及Br/Bm、Br、μd 等。

（2）频率范围较宽。

（3）可以比较不同因素对磁特性的影响。

（4）可以测试Sc＝0.005cm2的铁心，量测绕组只要1匝。

图2.15　测定铁心的动态磁特性

如图2.15所示为说明测试铁心动态磁特性的线路原理图。在受试铁心上绕有交流激磁绕组N（如果有直流激磁，则另绕直流绕组）和量测绕组N0，u（t）＝Umsinωt，量测绕组的输出，经过积分放大器AB，接到示波器的垂直输入y 端。从交流回路电阻R取出电压，经过放大器AH接到示波器水平输入x 端，它与H 成正比。

量测绕组上的感应电势e0为

同样可得x 端的输入电压Ux为

式中：KH为放大器AH的放大系数。

在这个测量装置中，应当使放大器AB或AH的相位误差最小，否则将引起动态磁回线饱和段的畸变（如图2.16所示）。对于测量接近理想矩形的磁回线时，尤应注意放大器AB或AH的相位误差问题。

如果量测绕组输出不经过积分放大器AB，而直接加到y 端，则可得微分磁导率曲线μ0＝f（H），如图2.17所示。

这时

图2.16　动态磁回线

（a）A 有相位误差；（b）A 无相位误差

图2.17　微分磁导率曲线μd＝f（H）

下面简述根据测量的动态磁特性计算确定磁参数的方法。

如果令动态特性水平方向宽度为x，垂直方向高度为y，如图2.18所示。已知激磁电流幅值Im（或Hm），则示波图上相应宽度xm即代表2Hm的大小，于是动态矫顽磁力Hcd应为(www.xing528.com)

图2.18　按比例计算磁参数

在确定Bm大小时，应先用一个标准正弦电压U 加于积分放大器AB上，则所得波形高度y 即为计算标准。

积分放大器输入为E0时，回线的垂直方向高度为ym，故应有

将E0＝4.44f N0ScBm代入可求得Bm大小

利用上述方法测试参数的误差为5%。如果相位误差小，则准确度可以提高，这样测试结果可以作为检验和选择铁心的依据。

在选择铁心配对时，应当由两套积分放大器及双线示波器将两个铁心的动态磁特性同时显示于荧光屏上，两个铁心特性完全重合，即表示磁性能完全一致。