電能質(zhì)量分析儀在精確檢測電感量工作中的應用

電感器是生產(chǎn)無(wú)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(wú)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(shí)，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(xiàn)性度就提出了更高的要求。傳統的測量方法和測量?jì)x器已經(jīng)不能滿(mǎn)足這樣的要求，而需要采用更精確的測量方法和測量?jì)x器。本文就著(zhù)重討論了利用美國理想工業(yè)公司800系列電能質(zhì)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(yè)是這樣檢測電感量（L值）：從小到大選一組通過(guò)電感器的交流電流I，對應每一電流測一個(gè)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(xiàn)圈直流電阻R的影響，認為Z=XL（線(xiàn)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(lái)估算電感量（L值）和L值的線(xiàn)性度是否滿(mǎn)足要求。

2、 精確測量電感量（L值）方法（假定電感器由線(xiàn)圈和一個(gè)純電阻串聯(lián)組成）

如果考慮線(xiàn)圈直流電阻R的影響，Z、R、XL關(guān)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(gè)標準的雙曲線(xiàn)方程，函數圖象如下：


由第一象限圖象可見(jiàn)，Z和L是非線(xiàn)性關(guān)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(xiàn)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?jì)x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(xiàn)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(shí)的錄入誤差。

4、 先進(jìn)測量?jì)x器

美國理想工業(yè)公司的800系列電能質(zhì)量分析儀可以在一塊表上同時(shí)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(guò)軟件將數據直接存貯、列表、分析，減少許多中間環(huán)節的誤差。800系列電能質(zhì)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(shí)體現了數顯表精度高的優(yōu)勢。
接線(xiàn)圖如下：


根據800系列電能質(zhì)量分析儀提供的存貯文件，可以在很短的時(shí)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(gè)R值；根據U/I=Z計算出7個(gè)對應的Z值；再根據Z2=R2+（2πfL）2計算出7個(gè)對應的L值。這樣一來(lái)，我們就精確獲得了一組電感量，滿(mǎn)足了精確測量電感量（L值）和分析L值的線(xiàn)性度的要求。