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【功率計】線圈的直流電流重疊測試

證明使用功率計,可以高精度進行正在大電流化的線圈的直流電流重疊測試(DC 電流偏置測試)。

對象

檢測線圈、電抗器、車用功率電感器、DC-DC 轉換器等的研究開發・生產檢查


市場動向 : 測試線圈動態特性的需求正在上升

由於EV 和變頻家電等電力電子學的發展,使用高電壓・大電流的電子元件正在持續增加。另外為了保證長期的品質,根據運作時的電壓和電流值測試動態電氣特性的需求相當高。

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課題: DC 電流偏置測試的課題

線圈的直流電流重疊測試(DC  電流偏置測試)、直流電源和  LCR  METER形成電路保護(圖1)。一邊掃描直流電源的電流,一邊透過 LCR METER記錄電感。根據記錄的數據畫出「L-I  特性圖表」(圖2)。電路保護根據直流電源產生的最大電流和測量頻率等,測量製造商準備的東西,或者根據要求規格製作。 雖然也有處理直流電流重疊試驗系統的製造商,但從200A到最大300A,不能進行比其更高的電流值的試驗。


線圈的直流電流重疊測試中存在以下課題。
• 因為最大電流或頻率有限制,可能會發生購買或製作了電路保護卻無法使用的情況
• 市售的直流電流重疊測試系統從 200A 到最大 300A,無法測試更高的電流值

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和電流偏置測試器的比較

準備4 mH 的電抗器(圖 3),以Wayne Kerr 公司製的直流偏置測試組,記錄測量頻率為 1 kHz、從0A到30A的電感值。另外,同時使用 HIOKI製的功率計PW6001,在內部設定了根據重疊在偏置裝置DC上的LCR METER的測試AC電壓、AC電流的值,和相位角的測量值求出電感值的運算式,並測量電感值(圖4)(圖5)。

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使用設備


功率計    PW6001    HIOKI 產品
電流探棒  CT6841-05  HIOKI 產品
直流電流偏置測試組 3260B+3265B  Wayne Kerr公司產品


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3260B 的測試條件是在CV 1V , f=1kHz 中設定的運算中為 0.04A 的測試電流。用電流探棒和PW6001組合以高精度測量此微小交流電流的結果,可證明3260B 和 PW6001 的電感值為一致。
 

功率分析儀和雙極性電源的直流電流偏置測試

沒有Wayne Kerr公司製的直流偏置測試組的時候,使用可輸出直流和交流的電源,在PW6001上進行直流電流偏置測試。這次使用KIKUSUI 公司製的雙極性電源 PBZ20-20,將從1A到20A的 DC 電流,以及作為測試用訊號的 0.2A, 1kHz的 AC 電流重疊,
同樣可使用功率計 PW6001 的運算功能計算出電感值。(圖 7)(圖 8)
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使用設備


功率計    PW6001    HIOKI 產品
電流探棒  CT6841-05  HIOKI 產品
雙極性電源    PBZ20-20    KIKUSUI公司產品


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「PW6001_2」是通過雙極性電源和PW6001的組合測量的數據。    數據幾乎與3620B一致。
證明了採用功率計PW6001的直流電流偏置測試,可以替代直流電源和LCR METER的傳統測試方法。

總結

測量電抗器時的PW6001 測量畫面如圖11 所示。PW6001 是可在從1kHz到50kHz 頻率範圍下、電壓±0.1% rdg ±0.05%f.s. 電流 ±0.1% rdg ±0.05% f.s.  電流感測器 ±0.5% rdg ±0.02% f.s(. 電流精度加法)相位差 ±0.4° 的高精度測量,直流電流重疊測試等高電流的測量環境下,也可以高精度測量線圈的電感。

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記載內容為2021 年 10 月 20 日2022年2月4日的資訊。產品參數可能會有更改,請以現在發行的為準。使用的公司名稱和產品名稱,為各公司的註冊商標或商標。

用功率分析儀進行線圈的直流電流重疊測試.pdf (7.69M) file_download

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