JP2022038455A - 磁性体の損失測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また本発明は、磁性体に励磁コイルと探索コイルを巻き付け、前記励磁コイルと探索コイルにコンデンサを直列に接続し、前記励磁コイルとコンデンサに共振状態となる周波数の励磁電流を印加することで、前記探索コイルとコンデンサによる直列回路に発生する電圧と、当該電圧と同位相の前記励磁コイルの励磁電流とを用いて磁性体の損失を測定する方法であって、前記励磁電流を間欠的に印加することを特徴としている。
即ち、上記磁性体(リング状試料など)の高周波での測定における第一の課題であるリング状試料および励磁コイルの発熱を低減する手法として、図6に示すように励磁コイル(1次コイル)に励磁のための高周波電流を間欠的に流す。これによって、磁性体(リング状試料など)および励磁コイルの発熱を抑えることができる。これによって、磁性体の高周波での損失を精度よく測定することができる。
これによって、直流重畳特性を測定するときも、磁性体(リング状試料など)および励磁コイルの発熱を抑えることができる。
上記磁性体(リング状試料など)の高周波での測定における第二の課題である磁性体(リング状試料など)のインダクタンスの値による測定周波数の上限を上げる手法として、この発明のように、励磁コイル及び探索コイルを複数組に分割して巻くことにより、コイル全体としての巻き数を減らすことなく、インダクタンスの値を低減し、高周波での損失測定を可能にすることができる。
また本発明は、磁性体に励磁コイルと探索コイルを巻き付け、前記励磁コイルと探索コイルにコンデンサを直列に接続し、前記励磁コイルとコンデンサに共振状態となる周波数の励磁電流を印加することで、前記探索コイルとコンデンサによる直列回路に発生する電圧と、当該電圧と同位相の前記励磁コイルの励磁電流とを用いて磁性体の損失を測定する方法であって、測定した損失の測定結果を抵抗Rで表し、励磁電流ゼロへの外挿値R0を求めることで、前記磁性体の損失を励磁電流に依存しない損失と、励磁電流に依存する損失とに分離することを特徴としている。
この損失測定方法を用いれば、容易かつ正確に、磁性体の損失を、励磁電流に依存しない損失と、励磁電流に依存する損失とに分離することができる。
〔第1実施形態〕
図8は本発明の第1実施形態の説明に用いる損失測定用の回路構成図である。同図に示す回路構成は、前記図2に示す共振法の回路構成と同一である。即ち、この回路は、リング状試料101に励磁コイル(1次コイル)103および探索コイル(2次コイル)105を巻きつけ、さらに2つのコイル103,105と直列にコンデンサCRを挿入し、高周波信号を発生する信号発生器107と、高周波用のパワーアンプ109を介して励磁コイル103に高周波の交流電流を印加し、コイル103,105とコンデンサCRによる共振状態で、探索コイル105とコンデンサCRの直列回路の電圧V3と、励磁コイル103側に設置した電流検出用抵抗RSで測定される電流値iRをオシロスコープ111で測定して磁性体の損失を求める共振法を用いるための回路である。
上記共振法とよばれる技術において、測定周波数fresは、上記「数1」の式で表される。そして上述したように、測定周波数を上げるためには共振用コンデンサの値を小さくする必要があるが、小さくしすぎると測定系の寄生容量、オシロスコープのプローブの入力容量等の影響を受ける。このため、共振用コンデンサ静電容量CRを小さくして測定周波数を上げるには限界がある。リング状試料(磁性体)101のインダクタンスLを下げるために励磁コイル103および探索コイル105の巻数を減らすことも考えられるが、高周波向けの磁性体101の透磁率は高々数10であり、コイルの巻数を減らすと磁性体101からの漏れ磁束が増えて、励磁コイル103/探索コイル105間の結合が弱くなるといった問題がある。
次に、磁性体内のヒステリシス損失と渦電流損失の分離に関する実施形態について説明する。図13は励磁コイル103への励磁電流と磁性体101内の損失(抵抗R)との関係を測定して示した図であり、黒丸プロット部分が実測値である。当該測定には、マイクロメタル社製カルボニル鉄のトロイダルコア(リングコア)T37を使用した。損失は抵抗Rでプロットしてある。
103,103-2 励磁コイル(1次コイル)
105,105-2 探索コイル(2次コイル)
107 信号発生器
109 パワーアンプ
111 オシロスコープ
113 直流重畳電源
115 チョークコイル
Claims (6)
- 磁性体に励磁コイルと探索コイルを巻き付け、前記励磁コイルに励磁電流を印加することで前記探索コイルに誘起される誘起電圧と、前記励磁コイルの励磁電流とを用いて磁性体の損失を測定する方法であって、
前記励磁電流を間欠的に印加することを特徴とする磁性体の損失測定方法。 - 磁性体に励磁コイルと探索コイルを巻き付け、前記励磁コイルと探索コイルにコンデンサを直列に接続し、前記励磁コイルとコンデンサに共振状態となる周波数の励磁電流を印加することで、前記探索コイルとコンデンサによる直列回路に発生する電圧と、当該電圧と同位相の前記励磁コイルの励磁電流とを用いて磁性体の損失を測定する方法であって、
前記励磁電流を間欠的に印加することを特徴とする磁性体の損失測定方法。 - 請求項1又は2に記載の磁性体の損失測定方法であって、
前記励磁コイルまたは前記磁性体に別途巻き付けたコイルに流す直流重畳用の直流電流を、前記励磁電流に同期させて間欠的に流すことを特徴とする磁性体の損失測定方法。 - 請求項1又は2又は3に記載の磁性体の損失測定方法であって、
前記励磁コイル及び探索コイルを複数組に分割した上で、各組の励磁コイル及び探索コイルを前記磁性体に巻き付けることを特徴とする磁性体の損失測定方法。 - 磁性体に励磁コイルと探索コイルを巻き付け、前記励磁コイルに励磁電流を印加することで前記探索コイルに誘起される誘起電圧と、前記励磁コイルの励磁電流とを用いて磁性体の損失を測定する方法であって、
測定した損失の測定結果を抵抗Rで表し、励磁電流ゼロへの外挿値R0を求めることで、前記磁性体の損失を励磁電流に依存しない損失と、励磁電流に依存する損失とに分離することを特徴とする磁性体の損失測定方法。 - 磁性体に励磁コイルと探索コイルを巻き付け、前記励磁コイルと探索コイルにコンデンサを直列に接続し、前記励磁コイルとコンデンサに共振状態となる周波数の励磁電流を印加することで、前記探索コイルとコンデンサによる直列回路に発生する電圧と、当該電圧と同位相の前記励磁コイルの励磁電流とを用いて磁性体の損失を測定する方法であって、
測定した損失の測定結果を抵抗Rで表し、励磁電流ゼロへの外挿値R0を求めることで、前記磁性体の損失を励磁電流に依存しない損失と、励磁電流に依存する損失とに分離することを特徴とする磁性体の損失測定方法。
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