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电能质量分析仪在精确检测电感量工作中的应用

 在精准检测电感量工作中的应用
   电感器是生产无源电力滤波器的重要部件,其电感量(L值)的精准与否直接影响到无源电力滤波器的滤波效果。当电感器的电感量L达到毫亨数量级、额定电流达到几十安培时,对于如何精准检测电感量(L值)并据此确定电感量(L值)的线性度就提出了更高的要求。传统的量测方案和量测仪器已经不能满足这样的要求,而需要采用更精准的量测方案和量测仪器。本文就着重讨论了利用法国CA8335精准量测电感量(L值)的方案。
1、 传统量测电感量(L值)的方案

   子工业 一般电感器制造企业是这样检测电感量(L值):从小到大选一组通过电感器的交流电流I,对应每一电流测一个电感器两端的电压U,再根据每一组U、I计算出阻抗Z(U/I=Z),得到一组Z值。如果忽略线圈直流电阻R的影响,认为Z=XL(线圈的感抗),或者Z=2πfL(f为交流电的频率)。显然,由一组Z可以计算出一组L,根据这一组L值的变化趋势来估算电感量(L值)和L值的线性度是否满足要求。
2、 精准量测电感量(L值)方案(假定电感器由线圈和一个纯电阻串联组成) 
   如果考虑线圈直流电阻R的影响,Z、R、XL关系如下: 
  Z2=R2+XL2
  Z2=R2+(2πfL)2
   上式中π、R、f均为常量,显然Z是L的二次函数。整理后,
   上式是一个标准的双曲线方程,函数图象如下:
   由**象限图象可见,Z和L是非线性关系,传统方案中根据Z=2πfL计算L值只是一种近似算法,显然不能反映真值。
   精准的算法是:量测电感器消耗的有功功率P、电感器的交流电流I和电感器两端的电压U。
   线圈直流电阻R的的计算: R= P/ I2
   电感器阻抗的计算:Z= U/I
   电感量的计算:
3、 传统量测仪器

   电感量L达到毫亨数量级,额定电流达到几十安培的电感器的直流电阻R一般小于1欧姆,不易直接精准量测,用间接量测方案需交流电压表、电流表和功率表(即三表法)。三表法量测接线麻烦且受仪表精度影响较大,还存在抄表误差和列表分析时的录入误差。
4、 先进量测仪器

   法国CA8335可以在一块表上同时量测电感器消耗的有功功率P、电感器的交流电流I和电感器两端的电压U,并通过软件将数据直接存贮、列表、分析,减少许多中间环节的误差。800系列电能质量分析仪的电压钳、电流钳操作既方便又快捷,人机界面友好,同时体现了数显表精度高的优势。
   法国CA8335电能质量分析仪提供的存贮文件,可以在很短的时间里获得7组P、U、I数据,P为电感消耗的有功功率,根据P=I2R,可计算出7个R值;根据U/I=Z计算出7个对应的Z值;再根据Z2=R2+(2πfL)2计算出7个对应的L值。这样一来,我们就精准获得了一组电感量,满足了精准量测电感量(L值)和分析L值的线性度的要求。

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