電能質量分析儀在精確檢測電感量工作中的應用

電能質量分析儀在精確檢測電感量工作中的應用
遼寧博際電氣技術有限公司副總經理 那榮久

電感器是生產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。當電感器的電感量L達到毫亨數量級、額定電流達到幾十安培時，對于如何精確檢測電感量（L值）并據此確定電感量（L值）的線性度就提出了更高的要求。傳統的測量方法和測量儀器已經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公司800系列電能質量分析儀精確測量電感量（L值）的方法。

1、傳統測量電感量（L值）的方法

一般電感器制造企業是這樣檢測電感量（L值）：從小到大選一組通過電感器的交流電流I，對應每一電流測一個電感器兩端的電壓U，再根據每一組U、I計算出阻抗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可以計算出一組L，根據這一組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純電阻串聯組成）

如果考慮線圈直流電阻R的影響，Z、R、XL關系如下：
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。整理后，

上式是一個標準的雙曲線方程，函數圖象如下：


由第一象限圖象可見，Z和L是非線性關系，傳統方法中根據Z=2πfL計算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的的計算： R= P/ I2
電感器阻抗的計算：Z= U/I
電感量的計算：

3、傳統測量儀器

電感量L達到毫亨數量級，額定電流達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的錄入誤差。

4、 先進測量儀器

美國理想工業公司的800系列電能質量分析儀可以在一塊表上同時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，并通過軟件將數據直接存貯、列表、分析，減少許多中間環節的誤差。800系列電能質量分析儀的電壓鉗、電流鉗操作既方便又快捷，人機界面友好，同時體現了數顯表精度高的優勢。
接線圖如下：


根據800系列電能質量分析儀提供的存貯文件，可以在很短的時間里獲得7組P、U、I數據，P為電感消耗的有功功率，根據P=I2R，可計算出7個R值；根據U/I=Z計算出7個對應的Z值；再根據Z2=R2+（2πfL）2計算出7個對應的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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