JPH03289576A - 鉄損および銅損の同時測定装置 - Google Patents

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、電源用トランス、平滑チョーク、通信機用ト
ランスなど高周波で動作させる磁性体の鉄損および＃ｒ
４損の測定装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、磁性体の鉄損を測定する装置としては、例えば特
開昭５５−１５５２２３号や同５６−１９４６５号公報
に開示されているように、磁性体に励磁電流を供給して
発生する誘起電圧を信号として取り出す電気測定方式が
主である。

すなわち、第４図に示すように、断面積Ｓ（ポ）なるド
ーナツ状の磁性体１に一次巻線２と二次巻１；！３をそ
れぞれＮ＋　、Ｎｔの所定巻数ずつ巻回して、−次巻線
２の端子Ｔ＋、Ｔｔに出力電圧Ｅ６を有する高周波発振
型ｆＡ４がら励磁電流１を流して二次巻線３の端子Ｔ３
　、Ｔｓがら誘起電圧ｅｔをとり出すとき、磁性体１で
の磁界の強さＨおよびそれにより誘起される磁束密度Ｂ
は下記（１）、　（２）式で求められる。なお、励磁電
流Ｉは抵抗値Ｒなるシャント抵抗５の両端電圧をｅ、と
すると、ｅ＋／Ｒとして検出できる。

Ｎ。

Ｈ−一・Ｉ　（Ａ　／　ｍ　）　　　　　　−−−一曲
・−（１）Ｅ ここで、ＬＥは磁路長（ｍ）である。

実際の起磁力と磁束密度の測定においては、通常最大起
磁力（Ａ／ｍ）または最大磁束密度（ｍＴ）を指定し、
指定された測定条件に対して許容誤差になるまで高周波
発振−ＥＡ４の出力電圧Ｅ０を加減する。そして、許容
誤差内に達した時点で図示しないデジタルメモリで高速
Ａ／Ｄ変換し、磁化電流波形および誘起電圧波形をメモ
リに収録する。そこで、鉄損値ＰｔはＢ−Ｈカーブの１
ｃｙｃｌｅ当たりのヒステリシスループの面積より下記
（３）式により計算される。

ここで、ｆは周波数（ＩＬ）である。

この方法は、電子計測器の発達に伴って、最近急速に発
達した方法である。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記した従来法においては、以下に記す
ような課題を有している。

（１）近年、８ｇ器の高周波化に伴ってＭＪ［ｚ＊以上
の鉄損および銅損の同時測定の要請が急増しているが、
上記のような装置では銅損の評価がまったくできない、
また、従来はＷ４ｔＭ値は銅線の直流抵抗値と電流値か
らｌ”Ｈの式を使って計算していたが、Ｍ）［ｚ帯にな
ると表皮効果の影響が無視できず、正しい銅損の評価が
できなかった。

【２）周波数帯がＭｌｉｚ’Ｈになると、高速Ａ／Ｄ変
換器が１メモリ当たりｎｓ以下の高速となり、そのよう
な高速では取り込み精度が悪くなる。ノイズの影響が無
視できない、メモリ長が十分にとれず波形メモリ全体の
精度が悪くなる。などの欠点を有している。

本発明は、上記のような課題を解決すべくしてなされた
鉄損および銅損の同時測定装置を提供することを目的と
する。

＜ｉ１題を解決するための手段〉 本発明は、測定対象とされる磁性体の一次側と二次側に
導体を用いて所定回数の巻線が施される磁性体コアと、
前記磁性体と同形状とされる非磁性体の一次側と二次側
に前記導体と同材質で同形状とされる導体を用いて同じ
回数の巻線が施される非磁性体コアと、前記磁性体コア
の一次巻線と前記非磁性体コアの一次巻線とは直列接続
とされ、かつその両端子に接続される高周波発振を源と
、前記磁性体コアと前記非磁性体コアとを個別に収容す
る複数の熱量計セルとから構成するようにして、上記目
的を達成しようとするものである。

〈作　用〉 本発明によれば、磁性体と非磁性体の一次側を同じ導線
で同じ回数巻線して直列接続にして構成した磁性体コア
と非磁性体コアとを別々の熱量計セルに収容して励磁に
よって生じる発熱量をそれぞれ測定するようにしたので
、磁性体コア側からは鉄ｍと＆Ｐｌｔｉの和に対応する
熱量を、また非磁性体コア側からは銅損のみに対応する
熱量を検出することができ、鉄損と銅ｍを同時に測定す
ることができる。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について図面を参照して詳しく
説明する。

本発明の鉄損・銅損同時測定装置は、第１図に示すよう
に、前出第４図に示した磁性体コアＡからなる鉄損測定
回路に非磁性体コアＢとから構成される。この非磁性体
コアＢは磁性体１と同じ形状の例えばガラスまたはプラ
スチックとされる非磁性体６の一次側に磁性体１の一次
巻線２を直列に一次巻線２ａとして同じ巻数Ｎ＋が巻回
され、シャント抵抗５を介して端子Ｔ、が設けられ、磁
性体コアＡ側の一次巻線２の端子Ｔ、との間に高周波発
振電源４が接続され、また非磁性体６の二次側には二次
巻線７が磁性体１の二次巻ｖＡ３と同じ条件で巻回され
る。そして、磁性体コアＡ、非磁性体コアＢは、２個の
熱量８１セル８．９にそれぞれ個別に収容される。この
熱量針セル８（９）は例えばステンレス製で内面をテフ
ロン塗装して絶縁性をもたせている。

これら熱量計セル８．９は、第２図に示すような例えば
円盤状のアルミブロシクなどの均熱体１０上に、第３図
に示すように、アルミプロンクの熱シンク１１．アルミ
ブロックのセンターテーブル１２゜熱電変換素子１３を
介して載置され、その周囲が断熱材１４で覆われるとと
もに、上部には熱流防止蓋１５と対流防止筒１６が設け
られる。なお、磁性体コアＡおよび非磁性体コアＢの一
次巻線２，２ａ。

二次巻線３．７は、熱波防止蓋１５にそれぞれあけられ
た２ｍφ程度の穴を介して外部に導かれる。

このように構成することにより、熱量計セル８（９）内
で発生した熱は、熱電変換素子１３を経由してセンター
テーブル１２に流れ、最終的に熱シンク１１に流れる。

いま、熱量針セル８（９）とセンターテーブル１２との
間の温度差をΔＴとすれば、そこに発生する熱量Ｑは、 と表される。ここで、σは装置によって決まる定数であ
る。なお、装置定数σの測定には、予め標準抵抗を熱量
計セル８（９）内に入れ既知のジュール熱を投入して決
定しておく。

つぎに鉄損および銅損を、同時に測定する手順について
説明する。

励磁電源Ｅ、から一定時間り６秒だけ励ｍｉ流を流すと
、磁性体コアＡと非磁性体コアＢの一次側には同じ電流
が流れ、熱量計セル８で発生する熱量は鉄…と銅損の和
に対応する熱量が、また熱量計セル９では銅損のみに対
応する熱量がそれぞれ発生する。このようにして、１回
の励磁によって鉄損と銅損の両方が同時に測定すること
ができる。なお、熱量を正確に求めるためには熱量計セ
ル８（９）の発熱部と熱電変換素子１３との間の熱伝達
を速やかに行えるように工夫する０例えば熱量計セル８
．９と熱電変換素子１３との間にはほとんど隙間がない
ようにしグリース等を塗って伝熱を助ける。また、磁性
体コアＡおよび非磁性体コアＢと熱量針セル８．９との
間の伝熱を助けるためシリコン油をセル内に入れておく
。

磁性体ＡにＭｎＺｎフェライト内径２０ｍ、外径３０ｍ
。

高さ６ＩｌＩ１１のトロイダルコアを用い一次側には０
．１關外径の樹脂被覆銅線を８０ターン、二次側には１
０ターン巻線した。非磁性体Ｂには上記と同サイズのガ
ラスコアを用いこれに同じ巻線を施した。第１図の磁性
体側の出力（ｅ、、）には、高速のＡ／Ｄコンバータを
用いて積分演算するが、または高速アナログ積分器によ
り（２）式から磁束密度Ｇを計算する。ＩＭｌ＆の周波
数で５０ｍＴの磁束密度で５〜２０秒間励磁したときの
鉄損および銅損による発熱量の測定例を表１に示した。

表１ 手段で鉄…と銅損を同時に測定することが可能となり、
高周波回路の安定化や精度向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鉄損・銅損同時測定装置の実施例
を模式的に示す構成図、第２図は熱量針セル部の平面図
、第３図は熱量計セル部の断面図、第４図は従来の鉄損
測定回路を示す構成図である。 ｌ・・・るＲ性体、 ３．７・・・二次巻線、 ６・・・非磁性体、 １０・・・均熱体、 １３・・・熱１を変換素子、 Ａ・・・磁性体セル、 ２．２ａ・・・−次巻線、 ４・・・高周波発振電源、 ８．９・・・熱量計セル、 １２・・・センターテーブル、 １５・・・熱流防止蓋、 Ｂ・・・非磁性体セル。 この表から明らかなように、鉄…およびｗ４損の測定が
±１％の高精度（再現性）で同時に測定されている。 〈発明の効果〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　測定対象とされる磁性体の一次側と二次側に導体を用
   いて所定回数の巻線が施される磁性体コアと、前記磁性
   体と同形状とされる非磁性体の一次側と二次側に前記導
   体と同材質で同形状とされる導体を用いて同じ回数の巻
   線が施される非磁性体コアと、前記磁性体コアの一次巻
   線と前記非磁性体コアの一次巻線とは直列接続とされ、
   かつその両端子に接続される高周波発振電源と、前記磁
   性体コアと前記非磁性体コアとを個別に収容する複数の
   熱量計セルと、からなることを特徴とする鉄損および銅
   損の同時測定装置。