《T CPSS 1009-2020-磁性材料高励磁损耗测量方法》_第1页
《T CPSS 1009-2020-磁性材料高励磁损耗测量方法》_第2页
《T CPSS 1009-2020-磁性材料高励磁损耗测量方法》_第3页
《T CPSS 1009-2020-磁性材料高励磁损耗测量方法》_第4页
《T CPSS 1009-2020-磁性材料高励磁损耗测量方法》_第5页
已阅读5页,还剩12页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

ICS号01.040.29

中国标准文献分类号K04

团体标准

T/CPSS1009-2020

磁性材料高励磁损耗测量方法

Testmethodsofpowerlossofmagneticmaterialswith

highexcitation

2020-08-25发布2020-09-01实施

中国电源学会发布

T/CPSS1009—2020

磁性材料高励磁损耗测量方法

1范围

本标准规定了软磁磁性材料在高励磁下损耗的测量方法和测量技术要求。

本标准适用于电子设备、开关电源和功率变换设备中感性元件的软磁磁性材料。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T9637磁性材料与元件

GB/T20874磁性零件有效参数的计算

GB/T28869.1软磁材料制成的磁心测量方法第1部分:通用规范

GB/T28869.2软磁材料制成的磁心测量方法第2部分:低励磁电平下的磁特性

GB/T28869.3软磁材料制成的磁心测量方法第3部分:高励磁电平下的磁特性

3术语和定义

GB/T9637、GB/T28869.1、GB/T28869.2和GB/T28869.3界定的术语和定义适用于本文件。

3.1

高励磁highexcitation

为测量在给定磁通密度下的磁心损耗或磁导率所需施加的激励。

4符号、代号和缩略语

下列符号、代号和缩略语适用于本文件。标准里的所有公式均采用SI单位制,当采用倍数或子倍数

时,通常的数量级为10。

f:激励的频率,单位赫兹(Hz);

Ts:激励的周期,单位秒(s);

Bm:磁心中磁通密度峰值,单位特斯拉(T);

Hm:磁心中磁场强度峰值,单位安培每米(A/m);

Pc:磁心损耗,单位瓦特(W);

Pw:绕组损耗,单位瓦特(W);

3

Pcv:总损耗(体积)密度,单位瓦特每立方米(W/m);

2

Ae:试样的有效截面积,单位为平方米(m);

le:试样的有效磁路长度,单位为米(m);

3

Ve:试样的有效体积,单位为立方米(m);

ϕ:试样的阻抗角,单位弧度(rad);

∆ϕ:励磁电压和电流的相位误差,单位弧度(rad);

N2:感应绕组的匝数;

N1:励磁绕组的匝数;

π:圆周率。

1

T/CPSS1009—2020

5技术要求

5.1仪器和设备

5.1.1激励源

5.1.1.1总则

本标准引入的激励源包括正弦波激励源和方波激励源(占空比为0.5的矩形波)。当选择磁通密度

(磁场强度)为激励,则磁场强度(磁通密度)的波形允许有偏差。激励源应具有低内阻抗和高稳定度

的幅值和频率。测量时,幅值和频率的波动应保持在±0.1%之内。

5.1.1.2正弦波激励

当激励是正弦波时,激励源的总谐波分量应不大于1%。励磁电压是正弦波时,则磁通密度峰值计

算见公式(1):

×

2Urms················································(1)

Bm=

2×××πfANe1×

式中:

Urms——励磁电压有效值,单位伏特(V)。

5.1.1.3方波激励

当励磁电压是方波(占空比为0.5的矩形波)时,如图1所示(负半波与正半波波形一样)。过冲

Uo应小于方波幅值的5%,顶降UD应小于方波幅值的2%,上升时间tr和下降时间tf应小于周期的1%,方

波激励中直流偏磁不应超过方波幅值的2%。励磁电压是方波时,则磁通密度峰值计算见公式(2)。

Um··················································(2)

Bm=

4××fANe1×

式中:

Um——励磁电压幅值,单位伏特(V)。

%Um

UOUD

100

00.5Ts

trtt(s)

f

说明:

tr——上升延迟时间;

2

T/CPSS1009-2020

tf——下降延迟时间;

UD——顶降;

Uo——过冲。

图1方波波形图

5.1.1.4磁通密度峰值计算

对于任意波形励磁电压的磁通密度峰值计算见公式(3):

U··················································(3)

Bm=

4××fANe1×

式中:

U——任意波形励磁电压整流后的平均值,单位伏特(V)。

5.1.2测量仪表和仪器

5.1.2.1总则

电压表或其他电压测量仪器应是高阻抗仪器。探针应具有高输入电阻和低输入电容。电压表或其他

电压测量仪器的测量带宽要覆盖幅值是基波幅值1%的谐波的频率。

5.1.2.2电压表

宜采用精度小于0.2%的电压表。

5.1.2.3数据采集器

数据采集器的采样率应不低于256个点每周波和分辨率应不低于12位。

5.1.3传感器

5.1.3.1采样电阻器

采样电阻器电阻值的误差应不大于0.1%(包含电阻的温度漂移)。采样电阻器的寄生电感感值应

满足公式(4)和公式(5):

R

L≤×2δ················································(4)

2××πfa

R×tan(δ)

L≤φ·····················································(5)

2××πf

式中:

R——采样电阻器的阻值,单位欧姆(Ω);

δa——测试频率下采样电阻电压的最大允许相对增加值,无量纲;

δϕ——采样电阻上电压和电流相位差,单位弧度(rad)。

示例:

-4

若δa=0.1%,δϕ=4.363×10rad=0.025°,R=1Ω,f=500kHz,则有:

1

L≤2×=0.00114.2nH·········································(6)

π××3

250010

1×tan(0.025)

≤=··············································(7)

L30.1389nH

2××π500×10

因此采样电阻的寄生电感感值应满足:L≤0.1389nH。

3

T/CPSS1009—2020

5.1.3.2电流互感器

电流互感器的幅值差应不大于±0.5%;相位差应不大于0.00043635弧度,相当于0.025°。

5.1.4其他说明

5.1.4.1线路连接

测量电路中采用的连接线产生的寄生电阻、电感和电容在测量频率范围内不应产生额外的相位差和

幅值差。

测量电路中的连接应尽可能短,测量通道之间的相位差在测量频率范围内应满足公式(8):

δ

∆=±ϕP······················································(8)

QC

式中:

δP——功率损耗相对误差,无量纲;

fB××mmH品质因数,无量纲。

QC——Q=

2Pcv,

示例:

若δP=±1%,QC=5,则有:

0.01

∆=±ϕ=±0.002···················································(9)

5

若励磁为非正弦波,则应计算各次谐波下的相位差。

5.1.4.2恒温装置

为了测量某个温度下的磁性材料磁心损耗,须提供恒温装置,恒温装置的温度误差应不大于±1℃。

5.2试样

5.2.1磁心

用来测量的磁心应来自正常生产并且形成闭合磁路。对于评价材料特性,应采用外内径比小于或等

于2的环形磁心,以保证磁心磁场分布的基本均匀性。

试样的磁心应去磁(按GB/T28869.1执行)。

5.2.2绕组

5.2.2.1绕组绕制

绕组应采用损耗较小的绕线尽可能地贴着磁心单层绕制。对于环形磁心,绕组均匀地沿磁心圆周绕

满分布;对于非环形磁心,应尽量使磁心中磁通均匀分布。与励磁绕组相接的连接头必须绝缘,并且要

确保绕线绝缘没有被破坏。

试样的自谐振频率应高于测试频率的10倍。

5.2.2.2双绕组

建议首选双绕组绕制试样,双绕组分别为励磁绕组和感应绕组,两个绕组的耦合系数尽可能接近1,

建议采用双股并绕。

5.2.2.3单绕组

若测量仪器不能测量双绕组试样的磁特性时,则可采用单绕组绕制试样。单绕组试样绕组损耗与磁

心损耗相比足够小时,可忽略绕组损耗,否则需采取一定的措施扣除绕组损耗。推荐以下措施:

a)当激励是正弦波时,且绕线直径小于两倍的测量频率下的透入深度,则绕组的交流电阻近似等

于直流电阻,利用公式(10)计算绕组损耗。

PI=2×R·····················································(10)

wrmsdc

4

T/CPSS1009-2020

式中:

Irms——励磁电流的有效值,单位安培(A);

Rdc——绕线的直流电阻,单位欧姆(Ω)。

b)当激励是正弦波时,且绕线直径大于两倍的测量频率下的透入深度,则利用公式(11)和(12)

计算绕组的交流电阻和绕组损耗。

(d/(2×∆))2

RR=×······································(11)

ac(dd/(2×∆))22−(/(2×∆)−1)dc

2(12)

PIw=rms×Rac·····················································

式中:

d——绕线的直径,单位米(m);

∆——透入深度,单位米(m);

Irms——励磁电流的有效值,单位安培(A);

Rac——绕线的交流电阻,单位欧姆(Ω)。

c)当激励是方波,因为绕组损耗的线性性质,可利用傅里叶谐波分析法计算绕组损耗,计算见公

式(13)和(14)。

n

··································(13)

it()=∑Irmsk×2cos(k××2πϕ×f×+tk)

k=1

n

2··················································(14)

Pw=∑IRrmsk×ack

k=1

式中:

i(t)——励磁电流的瞬时值,单位安培(A);

Irmsk——励磁电流中k次谐波电流的有效值,单位安培(A);

ϕk——励磁电流中k次谐波电流的初相位,单位幅度(rad);

n——建议励磁电流的n次谐波幅值是基波幅值的1%;

Rack——励磁电流中k次谐波电流频率下的交流电阻,单位欧姆(Ω)。

d)当试样采用环形磁心,以相同尺寸的空心磁心替代原磁心并以相同绕组绕制空心试样,利用阻

抗分析仪或LCR表测量空心试样的不同谐波频率的交流电阻即为测量试样的绕组等效交流电

阻。

5.2.3磁心的固定

环形试样距离外部金属不小于20mm,非环形试样应尽量远离金属。

5.2.4试样的参数

试样的有效截面积Ae、有效磁路长度le和有效体积Ve的计算参照GB/T20874。

5.3测量条件

5.3.1与实际工况有关的说明

选择合适的测量条件、测量方法和测量过程,使测量结果可以预测实际工况下的损耗。但是并不苛

求实验条件(特别是与激励有关的条件)要与实际工况一致。

5.3.2有效参数

本标准中的测量方法是测量磁性材料损耗的有效量。

5.3.3测量的磁状态

试样磁心应在稳定和可重复的磁状态下进行测量,应消除材料的各种剩磁和时间效应。测量全过程

5

T/CPSS1009—2020

完成时间需要根据磁心材料损耗对温度的敏感性确定。对铁氧体磁心,建议时间不超过3秒,对磁粉心

磁心不应超过10秒,测试结束应及时断开激励源避免磁心过热。

6测量方法

6.1概述

磁性材料高励磁损耗测量方法有四种:交流功率法、有效值法、直流功率法和量热法。

交流功率法可测量任意波形激励下的磁性材料损耗。但是对于阻抗角接近90度的磁性材料,很小的

相位误差会带来很大的测量误差。

有效值法利用高精度有效值电压表获得磁性材料损耗,其可测量正弦波激励下的损耗。对于阻抗角

接近90度的磁性材料,很小的相位误差会带来很大的测量误差。

直流功率法测量方波激励下磁心损耗,需较大功率恒压源和DC/AC逆变电路产生方波,测量精度

受DC/AC逆变电路损耗的影响但可采取某些措施消除或校准。

量热法理论上是最精确的方法,可测量任何波形激励的磁心损耗,通过测量损耗导致的量热罐里的

热工质的温升获得磁心损耗,但测量过程冗长,操作繁琐。三种方法适用情况见表1。制造厂商和客户

协商采用何种测量方法。

表1磁性材料损耗测量方法比较

测量方法励磁波形激励源绕组损耗的分离阻抗角的影响频率的影响

交流功率法任意高频大功率激励源可分离(双绕组)有影响有影响

有效值法正弦高频大功率激励源可分离(双绕组)有影响有影响

直流功率法方波或PWM波恒压源不可分离无影响有影响

量热法任意无要求不可分离无影响无影响

6.2交流功率法

6.2.1概述

高频激励源通过励磁线圈给试样施加一定的励磁交流磁场,采样励磁电压和电流的瞬时值,两者乘

积在一个周期的平均值得到平均功率,即是磁性材料损耗。

6.2.2基本电路图

交流功率法基本电路如图2所示。

i

**

高**+高电流传感器+

频频

激N1N2激N1N2

u2u2

励励

_DUTDUT

源+uR_源_

R

a)双绕组绕制试样,电阻采样励磁电流b)双绕组绕制试样,电流探头采样励磁电流

i

++

高高电流传感器

频频

激N1激N1u1

u1

励励DUT

_DUT_

源+uR_源

R

c)单绕组绕制试样,电阻采样励磁电流d)单绕组绕制试样,电流探头采样励磁电流

6

T/CPSS1009-2020

说明:

元件:

R——电阻器

N1——励磁绕组

N2——感应绕组

电源:

高频激励源——信号发生器+功率放大器或DC/AC逆变电路

图2交流功率法测量电路图

6.2.3测量装置

6.2.3.1高频激励源

高频激励源由信号发生器和功率放大器组成或者DC/AC逆变电路。

6.2.3.2励磁绕组N1和感应绕组N2

根据励磁电流和感应电压以及激励源的电压和电流容量设计励磁绕组N1的匝数和线径,推荐感应

绕组N2的匝数等于励磁绕组N1的匝数,感应绕组N2的线径可以很小。

6.2.3.3采样电阻器R

该电阻器是无感电阻器,其阻值由被测的电流峰值决定且应满足功率要求。该采样电阻器规范应该

满足5.1.3.1。也可采用同轴分流器。

6.2.3.4数据采集器

数据采集器参照5.1.2.3。

6.2.4测量步骤

测量步骤如下:

a)测量前应对试样先进行退磁(按GB/T28869.1执行)。

b)按照图2中a)或b)或c)或d)将测量电路接好。

c)数字采集器采样感应绕组上的感应电压和采样电阻器上电压或励磁绕组上的励磁电压和电流。

d)测量时应从低磁通密度向高磁通密度测量。

6.2.5测量原理

当试样单绕组绕制时(如图2中c)和d)所示),磁性材料损耗密度的计算见公式(15):

1

=××······································(15)

Pcv∫u1()ti()tdt

TS

TVse×

式中:

感应电压瞬时值,单位伏特();

ut1()——V

it()——励磁电流瞬时值,单位安培(A)。

当试样双绕组绕制时(如图2中a)和b)所示),磁性材料损耗密度的计算见公式(16):

1N

=×1××···································(16)

Pcv∫u2()ti()tdt

TS

TVse×N2

式中:

感应电压瞬时值,单位伏特();

ut2()——V

it()——励磁电流瞬时值,单位安培(A)。

根据磁性材料损耗计算公式可以推导励磁电压为正弦波时的相对误差公式(17):

∆∆∆PUI

=++tanϕϕ⋅∆·······································(17)

PUI

7

T/CPSS1009—2020

式中:

∆P——磁性材料损耗测量误差,单位瓦特(W);

P——磁性材料损耗,单位瓦特(W);

∆U——电压有效值测量误差,单位伏特(V);

U——电压有效值,单位伏特(V);

∆I——电流有效值测量误差,单位安培(A);

I——电流有效值,单位安培(A)。

因此,交流功率法测量磁性材料损耗的相对误差由三个部分构成:

a)电压有效值的测量误差;

b)电流有效值的测量误差;

c)阻抗角ϕ的正切和相位误差的乘积。

6.2.6注意事项

当试样的阻抗角趋于90°时,微小的相位误差也会产生非常大的测量误差。

6.2.7具体测试方法

6.2.7.1B-H分析仪法

B-H分析仪法是指利用仪器内部数据采集器采样感应电压和励磁电流计算磁通密度和磁场强度,

B-H磁滞回线的面积即是一周期磁心损耗。

注:现有B-H分析仪的通道是共地的,励磁线圈和感应线圈应采用同名端共地,否则两线圈间的分布电容和电压差

会产生测量误差。

6.2.7.2功率分析仪法

功率分析仪法是利用仪器内部数据采集器采样感应电压瞬时值和电流瞬时值,两者乘积并在一个周

期内求平均值获得磁心损耗。

注:对于通道隔离的功率分析仪,励磁绕组和感应绕组的同名端共地或异名端共地不会影响测量结果,推荐采用同

名端接地;对于通道非隔离的功率分析仪,应采用同名端共地。

6.2.7.3电容无功补偿法

电容无功补偿法是利用电容的容性无功功率补偿试样的感性无功功率,从而减小采样电流和电压之

间的相位差角,以提高交流功率法的测量精度。有串联电容无功补偿法和并联无功补偿法。电容补偿法

也有助于减小所需激励源的容量。电路如图3所示,损耗计算见公式(18)。

并联电容无功补偿法可降低激励源电流容量要求,但难以扣除绕组损耗。串联电容无功补偿法可降

低激励源电压容量要求,采用双绕组时可以扣除绕组损耗,励磁绕组匝数应等于感应绕组匝数。

1

=××⋅······································(18)

Pcv∫u1()ti()tdt

TS

TVse×

式中:

电压瞬时

ut1()——

值,单位伏特(V)。

i

i+

高高**

iC+N1

频频N2

激激L

CNu1u

励1励DUT1

源L源

RDUT_C

R_

a)并联电容b)串联电容

元件:

8

T/CPSS1009-2020

R——电流采样电阻器

N1——励磁绕组

N2——感应绕组

C——可调电容器

图3电容无功补偿法电路图

6.3有效值法

6.3.1概述

有效值法利用高精度有效值电压表测量图4中U1和U2,利用公式计算磁心损耗。

6.3.2基本电路图

有效值法基本电路如图4所示。

+

+**++*++

N1NU3N2

2N1U3

__

*

U

US1U

DUTSU2

DUT

++

RURU

_R_R

____

a)b)

元件:

DUT——被测试样

R——采样电阻器

N1——励磁绕组

N2——感应绕组

电源:

正弦激励源

US——

图4有效值法电路图

6.3.3测量装置

6.3.3.1高频激励源

高频激励源是正弦电压激励源。

6.3.3.2励磁绕组N1和感应绕组N2

根据励磁电流设计励磁绕组N1的匝数和线径,感应绕组N2的匝数应使其感应电压有效值与采样电

阻上电压有效值的数量级相同,感应绕组N2的线径可以很小。

6.3.3.3采样电阻器R

该电阻器是无感电阻器,其阻值由被测的电流峰值决定且应满足功率要求。该电阻规范应该满足

5.1.3.1。也可采用同轴分流器。

6.3.3.4有效值电压表

有效值电压表参照5.1.2.1。

9

T/CPSS1009—2020

6.3.4测量步骤

测量步骤如下:

a)测量前应对试样先进行退磁(按GB/T28869.1执行)。

b)按照图4中a)将测量电路接好。

c)有效值电压表测量图4中a)图中的U1。

d)按照图4中b)将测量电路接好。

e)有效值电压表测量图4中b)图中的U2。

f)利用公式(20)计算磁性材料损耗。

6.3.5测量原理

采用无感电阻器R,则利用公式(20)得到磁性材料损耗:

22

UU12−

P=·············································(19)

4/××RN21N

根据损耗计算公式可以得到激励电压为正弦波时的相对误差公式(21):

dP22U×dU+×UdU

=1122+tan(ϕθ−×)dθ···························(20)

P4UUR3××cos(ϕθ−)

式中:

dP——磁性材料损耗测量误差,单位瓦特(W);

P——磁性材料损耗,单位瓦特(W);

dU1,dU2——电压有效值测量误差,单位伏特(V);

R——采样电阻器的阻值,单位欧姆(Ω);

θ——采样电阻的阻抗角,单位弧度(rad);

dθ——采样电阻上电压和电流的相位误差,单位弧度(rad)。

因此,相对误差由三个部分构成:

a)电压的测量误差;

b)试样阻抗角ϕ的余弦;

c)试样的阻抗角ϕ的正切和相位误差的乘积。

6.3.6注意事项

当试样的阻抗角趋于90°时,微小的相位误差会产生非常大的测量误差。

6.4直流功率法

6.4.1概述

通过一个DC-AC逆变电路将直流电压逆变为所需的方波电压施加到被测磁件上,测量直流输入的

有功功率得到方波激励磁性材料损耗。直流功率法可用于测量有偏磁或无偏磁方波激励下的磁心损耗。

6.4.2基本电路图

直流功率法基本电路如图5所示。

Ii-dc

i

i

L

DC/AC

N1

Ui逆变电路

DUT

10

T/CPSS1009-2020

元件:

DUT——被测试样

DC/AC逆变电路——全桥电路或半桥电路

电源:

Ui——直流电压源

图5直流法电路图

6.4.3测量装置

6.4.3.1直流电压源Ui

可采用合适功率的直流电压源。

6.4.3.2DC/AC逆变电路

可采用全桥逆变电路或半桥逆变电路等。

6.4.3.3试样DUT

根据试样DUT伏秒积设计试样的匝数,根据最大电流设计绕线的线径。

6.4.3.4测量平均值的直流电流表和直流电压表

测量误差应小于±0.1%。

6.4.4测量步骤

测量步骤如下:

a)测量前应对试样先进行退磁(按GB/T28869.1执行)。

b)按照图5将测量电路接好。

c)平均值直流电流表和直流电压表测量输入电压和输入电流直流分量,数字采集器采样被测试样

的励磁电压和励磁电流。

d)测量时应从低磁通密度向高磁通密度测量。

6.4.5测量原理

直流激励源Ui经DC/AC逆变电路转换成施加在试样上的PWM波激励电压,直流激励源Ui的输

出功率等于激励源以外电路消耗总功率,计算见公式(22)和(23):

P=UI×···················································(21)

inii-DC

P=P++PP·················································(22)

inexcw

式中:

Pin——直流激励源Ui的输出功率,单位瓦特(W);

Ui——输入直流激励源电压值,单位伏特(V);

Ii_DC——输入端电流的直流分量,单位安培(A)。

Pex——除磁性元件损耗以外的其它损耗,单位瓦特(W);

若Pex和Pw与Pc相比非常小,则直流激励源Ui的输出功率等于试样的磁心损耗。因此,只要测量

直流电源Ui的电压值和输入端电流的直流分量Ii_DC便可得到试样磁心损耗,规避了试样阻抗角对测量

精度的影响。

6.4.6注意事项

6.4.6.1逆变电路损耗补偿

推荐采用空心电感作为定标标准,通过定标补偿逆变电路损耗。

11

T/CPSS1009—2020

6.4.7具体测试方法

6.4.7.1差值直流功率法

差值直流功率法是利用两次直流功率测量法的差值来消除DC/AC逆变电路损耗带来的测量误差,

电路原理图如图6所示。开关S断开时,功率计算公式如式(24);保证Ui不变合上开关S2,则功率计

算公式如式(25):

(23)

PPPin1=ex1+L1···················································

(24)

Pin2=Pex2++PPL1c················································

式中:

Pin1、Pin2——直流激励源Ui的输出功率,单位瓦特(W);

Pex1、Pex2——除磁性元件损耗以外的其它损耗(逆变电路损耗),单位瓦特(W);

PL1——参考电感器的损耗,单位瓦特(W);

Pc——被测试样的损耗,单位瓦特(W)。

若被测试样的感值远大于参考电感器的感值,则被测试样的接入对DC/AC逆变器的工况和损耗基

本没有影响,因此有:

(25)

PPex1=ex2······················································

则被测试样的损耗为:

(26)

PPc=in2−Pin1···················································

Ii-dc

ii

S

DC/AC

L1N

Ui逆变电路1

DUT

元件:

DUT——被测试样

S——开关

L1——参考电感器

图6差值直流功率法电路图

6.5量热法

6.5.1概述

测量被测件损耗在热工质中的发热引起的温升获得磁心损耗。被测试样的励磁波形可以是任意波

形,也可施加直流偏磁。

6.5.2基本电路图

量热法基本原理如图7所示。

12

T/CPSS1009-2020

高频激励源温度

传感器

DUT

隔热容器

热工质

元件:

DUT——被测试样

电源:

高频激励源——高频电压源或DC/AC逆变电路

图7量热法原理图

6.5.3测量装置

6.5.3.1定标恒压源

可采用合适功率的恒压源。

6.5.3.2高频激励源

高频交流电压源或DC/AC逆变电路。

6.5.3.3定标电阻

定标电阻的阻值由被测试样的损耗决定,应有很低的热温度系数。

6.5.3.4温度传感器

温度传感器的精度应不大于±0.1°C。

6.5.3.5隔热容器

隔热容器的保温性能应非常好。

6.5.3.6热工质

推荐硅油作为热工质。

6.5.3.7试样DUT

应根据试样的励磁伏秒积设计试样匝数。

6.5.4测量步骤

测量步骤如下:

a)测量前应对试样先进行退磁(按GB/T28869.1执行)。

b)按照图7将测量电路连接好。

13

T/CPSS1009—2020

c)温度传感器测量初始温度并定时。

d)高频励磁电源开始给试样施加励磁电压,计时开始。

e)待热工质温升上升到预设的值,停止激励。

f)待工质热平衡后,温度传感器测量最终温度。

g)根据试样所在容器中热工质的温升计算磁心损耗。

6.5.5测量原理

激励线圈给试样施加一定的励磁,通过采样励磁电压计算磁通密度,采样放置试样的隔热容器中热

工质的温升获得损耗,计算见公式(28)和(29)。

W=Cm××∆T···················································(27)

W·····················································(28)

Pcv=

tV×e

式中:

W——试样在热工质中产生的热量,单位焦耳(J);

C——比热容,单位J/(kg·°C);

m——试样的质量,单位千克(kg);

∆T——热工质中的温升,单位摄氏度(°C);

t——时间,单位秒(s)。

6.5.6注意事项

6.5.6.1采用量热法测量损耗,不仅热工质吸收热量外,而且被测件、隔热容器内筒、温度计和磁子

等都吸收热量,且各自的吸热情况不一样,各种因素非常复杂,单纯采用热工质的比热容计算损耗会导

致较大的测量误差。推荐定标量热法和比对量热法。

6.5.6.2应采用必要措施使热工质和试样热平衡。

6.5.6.3绕组损耗应扣除。

6.5.7具体测试方法

6.5.7.1定标量热法

定标量热法针对量热法比热容难以确定的问题,在与测量环境相同的工况下,定标电阻器代替被测

试样作为参考热源,测量定标电阻在已知直流功率下的发热导致的热工质的温升,改变功率重复实验,

获得功率与温升的曲线并采用线性拟合得到拟合系数。然后测量所需激励的试样磁心损耗在热工质中发

热引起的温升得到磁心损耗。测量原理如图8所示。功率与温升的函数关系见公式(30)。建议每次测

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论