JP5606402B2 - 磁化曲線の算定方法 - Google Patents
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図1(a)において、測定対象の磁性体コア10が示される。磁性体コア10は、2つのギャップを形成するため、磁性体10a、及び10bを有する。磁性体10a、及び10bの実効磁路長はそれぞれ、Lc/2であり、合計の実効磁路長は、Lcになる。
Rc = Rm (9)
が成り立つ。式(9)に式(6)、及び(8)を代入すると、
Φ=μcHcAc=μ0HgAg=μHAc (12)
となる。ここで、μcHcAcは、磁性体コア10の磁性体に生じる磁束である。また、μ0HgAgは、ギャップに生じる磁束である。さらに、μHAcは、磁性体コア10をギャップを有しない磁性体コアであると仮定した磁性体コア10´に生じる磁束である。式(12)では、磁性体コア10の磁性体に生じる磁束μcHcAcと、磁性体コア10´に生じる磁束μHAcが等しいことが示される。ここで、双方の磁束に共通する実効断面積Acを除すると、
μcHc=μH (13)
が得られる。ここで左辺は、図1(c)のギャップなし磁性体コア20の磁束密度Bcであり、右辺は、図1(b)のギャップを有しない磁性体コアと仮定した磁性コア10´の磁束密度Bである。これから、ギャップなし磁性体コア20の最大磁束密度Bcmを、ギャップを有しない磁性体コアと仮定した磁性コア10´の最大磁束密度Bmに等しくなるように調整することによって、図1(b)の磁性体コア10´の磁化曲線から磁気特性値、又は試料定数を算定するときに、図1(c)のギャップなし磁性体コア20の磁化曲線から得られる磁気特性値、及び試料定数を援用することができることが理解される。
図11に本実施例における測定装置6を示す。図11に示すように、被測定試料であるリング状の磁性体10a、及び10bにより形成される磁性体コアは、磁路中に2つのギャップを有する。磁性体10a、及び10bの断面は一辺の長さrが19.87[mm]の正方形で、断面積は磁路に亘って一定である。したがって、磁性体10a、及び10bの実効断面積Acは、395[mm2]である。また、磁性体10a、及び10bの合計の実効磁路長Lcは、191[mm]である。さらに1つ当たりのギャップの実効磁路長Lgは、0.075[mm]であり、透磁率μ0は、4π×10‐7[H/m]である。また、1次巻線、及び2次巻線の巻線数N1、及びN2はそれぞれ、10である。
まず、信号発生器30で1[kHz]の周波数を有する正弦波を発生させて、1次巻線11に励磁電流i1を印加した。図12に1次電圧計31で測定される1次電圧V1と、2次電圧計32で測定される2次電圧V2とを示す。ここで、シャント抵抗33の抵抗値Rsは、1[Ω]である。これらの測定結果を、図4を参照して説明したように処理して算定された磁化曲線を図14の曲線aに示す。図14の曲線aから理解されるように、曲線aで示される磁化曲線の最大磁束密度Bmは、49.0[mT]であった。
図15に示す磁化曲線c上の点xにおいて、磁界の強さHgは、37069[A/m]であり、磁束密度Bgは、46.6[mT]である。また、図14、及び15の磁化曲線b上の点xに時間的に対応する点yにおいて、磁界の強さHcは、17.4[A/m]であり、磁束密度Bcは、48.2[mT]である。これらの値を式(19)に代入することにより、ギャップ部の実効断面積Ag=409[mm2]が得られた。
11、21 1次巻線
12、22 2次巻線
20、50 ギャップなし磁性体コア
30 信号発生器
31 1次電圧計
32 2次電圧計
33 シャント抵抗
Claims (7)
- 少なくとも1つのギャップを磁路中に有する磁性体コアの1次巻線に第1の励磁電流を印加して、該第1の励磁電流、及び前記磁性体コアの2次巻線に生じる第1の2次電圧を測定して、第1の磁化曲線、及び第1の最大磁束密度を算定する第1算定ステップと、
磁路中にギャップを有しないギャップなし磁性体コアの1次巻線に前記第1の励磁電流と同一の周波数を有する第2の励磁電流を印加して、該第2の励磁電流、及び前記ギャップなし磁性体コアの2次巻線に生じる第2の2次電圧を測定して、第2の磁化曲線、及び第2の最大磁束密度を算定する第2算定ステップであって、前記第1の最大磁束密度と、第2の最大磁束密度とが同一になるように、前記第2の励磁電流を調整する第2算定ステップと、
前記第1〜第2の磁化曲線及び前記第1〜第2の最大磁束密度を使用して、少なくとも1つのギャップを磁路中に有する磁性体コアの試料定数を算定する第3算定ステップと、
を有し、前記磁性体コアの断面積、及び断面形状は、前記磁路に亘り一定であり、
前記ギャップなし磁性体コアは、前記磁性体コアの磁性体と同一の磁性体から形成されることを特徴とする方法。 - Bg = μ0Hg
から前記ギャップの磁束密度Bgを算定する第4算定ステップをさらに有する請求項2に記載の方法。 - 前記磁性体コアが2つ以上のギャップを有するとき、前記2つ以上のギャップそれぞれの磁路長は、互いに等しい請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記磁性体コアの2次巻線の巻数と、前記ギャップなし磁性体コアの2次巻線の巻数とが同一であり、
第1の最大磁束密度と、第2の最大磁束密度とが同一になるように、前記第2の励磁電流を調整することは、前記第1の2次電圧の最大電圧と、前記第2の2次電圧の最大電圧とが同一になるように調整することを含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ギャップなし磁性体コアは、第1算定ステップで使用された前記磁性体コアの前記ギャップを埋めることにより形成される請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2算定ステップにおいて、第1の最大磁束密度と、第2の最大磁束密度とが同一になるように、前記第2の励磁電流を調整する代わりに、
前記第1算定ステップにおいて、第1の最大磁束密度と、第2の最大磁束密度とが同一になるように、前記第1の励磁電流を調整する請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
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