JPH0261574A

JPH0261574A - 鉄損計測システムの校正方法

Info

Publication number: JPH0261574A
Application number: JP21207188A
Authority: JP
Inventors: Akira Sakaki; 榊　陽; Toshiro Sato; 敏郎佐藤
Original assignee: RYOWA DENSHI KK
Current assignee: RYOWA DENSHI KK
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-03-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は磁性材料の鉄損計測システムの校正方法に関す
る。

（従来技術）磁性材料の鉄損の測定法としては、熱量計法が厳密な測
定方法として知られている。

熱量計法は鉄損と鉄損被測定磁性体の温度上昇または温
度上昇速度とが比例することを利用して、鉄損被測定磁
性体温度を測定することにより鉄損データを得るもので
ある。その方法を図示すれば、第８図に示す如く、鉄損
被測定磁性体１に巻回した巻線に励磁電流を流し、鉄損
被測定磁性体１の温度を計測する。

鉄損被測定磁性体１の温度−時間特性が第９図に示す如
く得られる。ここで、温度上昇θ■は鉄損に比例する。

また、温度上昇速度ｄθ／ｄｔｆｔ＝ｏも鉄損に比例す
る。そこで、測定温度上昇θ■、または、温度上昇速度
ｄθ／ｄｔ、ｆｔ＝Ｑから鉄損を知ることができる。

一方、鉄損計測システムとしてマイクロコンピュータを
用いたものが知られている。この鉄損計測システムは、
第１０図のブロック図に示す如く、鉄損被測定磁性体１
に巻回した１次巻線２に、発振器４の発振信号を電力増
幅器５で増幅した増幅出力を印加して励磁電流ｌ、を流
すと共に、１次巻線に直列接続した電流検出用抵抗６に
流す。鉄損被測定磁性体１に巻回した２次巻線３に誘起
する誘起電圧Ｖ２と電流検出用抵抗６の電圧降下１ｓ−
Ｒｓ　とからを計算する。

ここで、Ｒ，は電流検出用抵抗６の抵抗値、ｉｓは励磁
電流、Ｎ、は１次巻線２の巻数、Ｎ２は２次巻線３の巻
数、Ｖｏは鉄損被測定磁性体１の体積である。

励磁電流ｌｓ、誘起電圧Ｖ２共に正弦波とすれば、鉄損＝Ｋ　−Ｖ２　ｉ、ｃｏｓθ　　　　　・・・（２
）となる。

ここで、Ｋは定数、Ｖ２は誘起電圧Ｖ２の実効値、■５
は励磁電流ｉｓの実効値、θは鉄損被測定磁性体１が有
する位相角である。位相角θが大きい程低損失磁性体で
ある。

（発明が解決しようとする課題）上記した熱量計法による鉄損測定では厳密な意味で電力
損失を測定できるが、手順が複雑であったり、周囲温度
の影響を受ける等の問題があって、簡便な測定法とはい
えない問題があった。

また、第１０図に示す鉄損計測システムは、鉄損被測定
磁性体に巻回した２次巻線の誘起電圧と、励磁電流との
乗算、例えば、デジタル乗算によって鉄損を算出するも
のであり、その測定法によれば簡便に且つ高速で鉄損の
測定が行なえる。しかし、鉄損計測システム内に位相誤
差Δθが存在すると鉄損測定誤差は・・・（３） ζなる。鉄損被測定磁性体の持つ位相角θと鉄損測定誤
差との関係は第１１図に示す如くである。

第１１図からも明らかなように位相誤差Δθ＝０の場合
は位相角θに拘らず誤差は零である。Δθ≠Ｏの場合に
はθが９０°に近づく程誤差は大きくなる。すなわち、
Δθ≠０であってもθ（９０°となる場合には、損失の
大きい鉄損被測定磁性体の場合でも測定誤差はそれ程大
きくない。

従って、如何なる鉄損被測定磁性体に対しても高精度で
鉄損を測定するためにはシステムの位相誤差Δθを十分
に小さくする必要がある。

一方、鉄損計測システムの校正については前記の熱量計
法による測定結果と比較することで行われる。

しかし、鉄損計測システムの校正において、熱量計法に
よる測定結果と比較する際に、上記した鉄損計測システ
ムの位相誤差Δθの問題を考慮する必要がある。すなわ
ち、両方法による測定値を比較するときに、鉄損被測定
磁性体が位相角θの小さいものの場合は鉄損計測システ
ムの測定誤差が比較的小さいために、両方法による計測
値が一致する傾向にある。逆に言えば、両針測値が一致
したとしても鉄損計測システムの構成が十分になされた
とは言えない問題点があった。

従って、熱量計法による構成のみでは不十分であるとい
う問題点がある。

そこで熱量計法による鉄損の測定はその手順が複雑であ
るのみでな（、条件によっては熱量計法による構成のみ
では不十分である場合があるということになる。

本発明は手順が容易であるのみならず、鉄損計測システ
ムの位相誤差を直接見積もることができる鉄損計測シス
テムの校正方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明の校正方法は、鉄損被測定磁性体に巻回した２次
巻線の誘起電圧と前記鉄損被測定磁性体に巻回した１次
巻線に流す励磁電流との積に基づいて鉄損を延在する鉄
損計測システムの校正方法であって、インピーダンスア
ナライザにより空心コイルのインピーダンス角を測定し
、鉄損被測定磁性体に代わって鉄損計測システムで前記
空心コイルのインピーダンス角を測定し、測定した両イ
ンピーダンス角の相関に関連して鉄損計測システムの校
正を行うことを特徴とするものである。

（作用）理想的な空心コイルのインピーダンス角は９０゜であり
、且つ鉄損は零であるが、現実の空心コイルは浮遊容量
のために共振周波数近傍でインピーダンス角は９０°か
らずれてくる。

従って、空心コイルのインピーダンス角をインピーダン
スアナライザにより測定し、空心コイルのインピーダン
ス角を鉄損計測システムによって測定することにより、
両測定インピーダンス角が比較可能となる。この比較に
おいて両測定インピーダンス角が一致すれば、鉄損計測
システムの位相誤差は殆ど無視でき、鉄損計測システム
の鉄損測定誤差は殆ど無いことが判る。

また、両測定インピーダンス角の相関図において、イン
ピーダンス角が一致しないときは、その不一致の程度か
ら鉄損計測システムの位相誤差が判り、鉄損計測システ
ムにおける鉄損測定誤差が見積れて、鉄損計測システム
を校正することができる。

（実施例）以下、本発明を実施例により説明する。

先ず、本発明の実施例における校正の原理について説明
する。

第１図は空心コイル１０であり、理想空心コイルを示す
。なお、参照符号１１は空心を示し、この空心１１にコ
イル１０が巻回している状態を模式的に示している。理
想空心コイル１０は無損失であり、正弦波電圧を印加し
たときのインピーダンス角は９０°である。

従って、理想空心コイル１０を、鉄損被測定磁性体１に
代わって第１１図に示した鉄損計測システムに接続し、
測定した場合に鉄損計測システム内の位相誤差Δθが存
在しなければ、鉄損零、インピーダンス角９０°が測定
される。

この結果、理想空心コイル１０を鉄損被測定磁性体ｌと
して用いることができるならば、（３）式から明らかな
ように鉄損測定誤差は零であり、鉄損計測システムの校
正が行われることになる。

然しなから、現実の空心コイルＩＯＡは第２図に示す如
（浮遊容量のために、自己共振周波数を有し、第３図ａ
およびｂに示すように、自己共振周波数ｆ。の近傍では
インダクタンスは増加し、インピーダンス角は９０°か
ら減少してくる。この状態で鉄損計測システムによって
空心コイルＩＯＡのインピーダンスを測定した場合、イ
ンピーダンス角は９０°でないにしても、この結果から
鉄損計測システムの良否を判定することはできない。

そこで本発明の校正方法では、インピーダンス測定とし
て一般的に標準化されているインピーダンスアナライザ
で空心コイルＩＯＡの特性、すなわちインピーダンス、
インピーダンス角を測定し、鉄損計測システムにより測
定したインピーダンス、インピーダンス角と比較する。

空心コイルは本質的に線形素子であって、測定する信号
レベルによって、その特性は影響されることはなく、イ
ンピーダンスアナライザにより測定した空心コイルＩＯ
Ａのインピーダンスおよびインピーダンス角と鉄損計測
システムにより測定した空心コイルＩＯＡのインピーダ
ンスおよびインピーダンス角との比較が行なえる。

次に具体例により説明する。

第４図は具体例を示すブロック図である。

たとえば横河ヒューレットパッカード社製の型式４１９
２　Ａの如きインピーダンスアナライザ１２によって空
心コイルＩＯＡのインピーダンスおよびインピーダンス
角を測定する。この際、空心コイルＩＯＡの巻線巻回数
は浮遊容量の影響を少なくするために数ターンとする。

この測定の結果の一例は第５図ａおよびｂに示す如くで
あり、第５図ａは周波数に対するインピーダンスを、第
５図すは周波数に対するインピーダンス角を示している
。周波数帯域としては、鉄損計測システムの測定周波数
帯域全域の周波数で測定することが望ましいが、測定上
限の１／１００程度の周波数から測定上限の周波数まで
の周波数で測定すれば十分と考えられる。以下の例では
周波数帯域１００　Ｋ　Ｈｚ〜１０ＭＨ２の範囲でイン
ピーダンスおよびインピーダンス角の測定を行った場合
を示している。

次に鉄損計測システムにより、鉄損被測定磁性体１に代
わって、空心コイルＩＯＡのインピーダンスおよびイン
ピーダンス角を測定する。この測定の結果の一例は第６
図ａおよびｂに示す如くであり、第６図ａは周波数に対
するインピーダンスを、第６図すは周波数に対するイン
ピーダンス角を示している。

次いで、インピーダンスアナライザ１２により測定した
空心コイルＩＯＡのインピーダンスと鉄損測定システム
により測定した空心コイルＩＯＡのインピーダンスの相
関をとる。またインピーダンスアナライザ１２により測
定した空心コイル１０Ａのインピーダンス角と鉄損計測
システムにより測定した空心コイルＩＯＡのインピーダ
ンス角の相関をとる。第７図ａはインピーダンスの相関
図を、第７図すはインピーダンス角の相関図を示してい
る。

そこで、第７図ａの相関図において空心コイルＩＯＡの
測定したインピーダンスが両方法の場合において一致し
、且つ第７図すの相関図において空心コイルＩＯＡの測
定したインピーダンス角が一致すれば、鉄損計測システ
ムの位相誤差は殆ど無視できると考えられ、第４図にお
いてΔθ！＝、０の場合と同様であって高精度の鉄損測
定が鉄損計測システムで行えると判断できる。

また、相関図においてインピーダンス角が一致しない場
合、その不一致の程度から鉄損計測システムが有する位
相誤差が判り、鉄損計測システムによる鉄損測定誤差を
見積もることができて、鉄損計測システムを校正するこ
とができる。さらにまた、この場合、位相誤差が判って
いるため熱量計法による測定による鉄損計測システムの
校正を行えば校正がより完全なものとなる。

（発明の効果）以上説明した如く本発明によれば、インピーダンスアナ
ライザにより空心コイルのインピーダンスおよびインピ
ーダンス角を測定し、鉄損計測システムにより前記空心
コイルのインピーダンスおよびインピーダンス角を測定
し、両測定結果における相関に基づいて鉄損計測システ
ムを校正するため、校正の手順は熱量計法による校正の
場合に比較して極めて簡単に校正が行える。

さらに、鉄損計測システムが有する位相誤差を見積もる
ことができ、熱量計法による校正と併用することによっ
てより完全な校正を行うことができる効果が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図並びに第２図は本発明方法に利用する空心コイル
の概略図、第３図ａおよびｂは現実の空心コイルのインピーダンス
およびインピーダンス角を示す特性図、第４図はインピーダンスアナライザによる空心コイルの
インピーダンスおよびインピーダンス角の測定時の接続
図、第５図ａおよびｂはインピーダンスアナライザにより測
定された空心コイルのインピーダンスおよびインピーダ
ンス角を示す特性図、第６図ａおよびｂは鉄損計測シス
テムにより測定された空心コイルのインピーダンスおよ
びインピーダンス角を示す特性図、第７図ａおよびｂは第５図および第６図に示したインピ
ーダンスの相関図およびインピーダンス角の相関図、第８図は従来技術に係る鉄損測定装置の概略説明図、第９図は第８図に示す鉄損測定装置において、鉄損被測
定磁性体の温度−時間特性図、第１Ｏ図はマイクロコン
ビエータを用いた鉄損計測システムの概略説明図、第１１図は鉄損被測定磁性体の有する位相角θと鉄損測
定誤差との関係を示す特性曲線図である。１・・・鉄損測定磁性体　　　２・・・１次巻線３・・
・２次巻線　　　　　　４・・・発振器５・・・電力増
幅器　　　　　６・・・電流検出用抵抗１０・・・理想
空心コイル１０Ａ・・・現実の空心コイル１２・・・インピーダンスアナライザＦＩＧ、４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鉄損被測定磁性体に巻回した２次巻線の誘起電圧
と前記鉄損被測定磁性体に巻回した１次巻線に流す励磁
電流との積に基いて鉄損を演算する鉄損計測システムの
校正方法であって、インピーダンスアナライザにより空
心コイルのインピーダンス角を測定し、鉄損被測定磁性
体に代って前記鉄損計測システムで前記空心コイルのイ
ンピーダンス角を測定し、測定した両インピーダンス角
の相関に関連して前記鉄損計測システムの校正を行なう
ことを特徴とする鉄損計測システムの校正方法。