第3章 电感的识别与检测

第3章电感的识别与检测电感器，简称电感，是将电能转换为磁能并储存起来的元件，在电子系统和电子设备中必不可少。其基本特性如下：通低频、阻高频、通直流、阻交流。电感在电路中主要用于耦合、滤波、缓冲、反馈、阻抗匹配、振荡、定时、移相等。3.1电感的分类电感总体上可以归为两大类：一类是自感线圈或变压器；一类是互感变压器。3.1.1电感线圈的外形及特点电感线圈有小型固定电感线圈、空心线圈、扼流圈、可变电感线圈、微调电感线圈等。1.小型固定电感线圈小型固定电感线圈是将线圈绕制在软磁铁氧体的基础上，然后再用环氧树脂或塑料封装起来制成。小型固定电感线圈外形结构主要有立式和卧式两种。2.空心线圈空心线圈是用导线直接绕制在骨架上而制成。线圈内没有磁芯或铁芯，通常线圈绕的匝数较少，电感量小。3.扼流圈扼流圈常有低频扼流圈和高频扼流圈两大类。（1）低频扼流圈低频扼流圈又称滤波线圈，一般由铁芯和绕组等构成。（2）高频扼流圈高频扼流圈用在高频电路中，主要起阻碍高频信号的通过。4.可变电感线圈可变电感线圈通过调节磁芯在线圈内的位置来改变电感量。5.印刷电感器印刷电感器又称微带线，常用在高频电子设备中，它是由印制电路板上一段特殊形状的铜箔构成。3.1.2变压器的外形及特点1.变压器的分类变压器按工作频率可分为低频变压器、中频变压器和高频变压器。变压器按磁芯材料不同，可分为高频、低频和整体磁芯三种。几种常见的硅钢片形状如图2.低频变压器低频变压器用来传输信号电压和信号功率，还可实现电路之间的阻抗匹配，对直流电具有隔离作用。低频变压器又可分为音频变压器和电源变压器两种；音频变压器又分为级间耦合变压器、输入变压器和输出变压器，外形均于电源变压器相似。3.中频变压器中频变压器俗称中周，是超外差式收音机和电视机中的重要组件。4.高频变压器高频变压器可分为耦合线圈和调谐线圈两大类。5.脉冲变压器脉冲变压器用于各种脉冲电路中，其工作电压、电流等均为非正弦脉冲波。常用的脉冲变压器有电视机的行输出变压器、行推动变压器、开关变压器、电子点火器的脉冲变压器、臭氧发生器的脉冲变压器等。6.自耦变压器自耦变压器的绕组为有抽头的一组线圈，其输入端和输出端之间有电的直接联系，不能隔离为两个独立部分。7.隔离变压器隔离变压器的主要作用是隔离电源、切断干扰源的耦合通路和传输通道，其一次、二次绕组的匝数比（即变压比）等于1。它又分为电源隔离变压器和干扰隔离变压器。3.1.3贴片式电感的外形及特点与贴片电阻、电容不同的是贴片电感的外观形状多种多样，有的贴片电感很大，从外观上很容易判断，有的贴片电感的外观形状和贴片电阻、贴片电容相似，很难判断,此时只能借助万用表来判断。3.2电感的识别在电路原理图中，电感常用符号“L”或“T”表示，不同类型的电感在电路原理图中通常采用不同的符号来表示.电感量的基本单位是亨利(H)，简称亨，常用单位有毫亨（mH）、微亨（μH）和纳亨（nH）。他们之间的换算关系为1H=103mH=106μH=109nH。3.2.1电感的主要技术指标1.电感量电感量表示电感线圈工作能力的大小。2.固有电容3.品质因数Q电感的品质因数Q是线圈质量的一个重要参数，它表示在某一工作频率下，线圈的感抗对其等效直流电阻的比值。4．额定电流：线圈中允许通过的最大电流。5．线圈的损耗电阻：线圈的直流损耗电阻。3.2.2电感的表示方法1.直标法直标法是将电感的标称电感量用数字和文字符号直接标在电感体上，电感量单位后面的字母表示偏差。2.文字符号法文字符号法是将电感的标称值和偏差值用数字和文字符号法按一定的规律组合标示在电感体上。采用文字符号法表示的电感通常是一些小功率电感，单位通常为nH或μH。用μH做单位时，“R”表示小数点；用“nH”做单位时，“N”表示小数点。3.色标法色标法是在电感表面涂上不同的色环来代表电感量（与电阻类似），通常用三个或四个色环表示。识别色环时，紧靠电感体一端的色环为第一环，露出电感体本色较多的另一端为末环。注意：用这种方法读出的色环电感量，默认单位为微亨（μH）。4.数码表示法数码表示法是用三位数字来表示电感量的方法，常用于贴片电感上。三位数字中，从左至右的第一、第二位为有效数字，第三位数字表示有效数字后面所加“0”的个数。注意：用这种方法读出的色环电感量，默认单位为微亨（μH）。如果电感量中有小数点，则用“R”表示，并占一位有效数字。例如：标示为“330”的电感为33×100=33μH3.2.3变压器的主要技术指标变压器的主要技术指标较多，常有变压比、额定功率、效率、空载电流及绝缘电阻等。1.变压比变压比是变压器初级电压（或阻抗）与次级电压（或阻抗）的比值。2.额定功率额定功率是变压器在指定频率和电压下能长期连续工作，而不超过规定温升时次级输出的功率，用伏安表示，习惯称瓦或千瓦。3.效率效率是输出功率与输入功率之比。一般变压器的效率与设计参数、材料、制造工艺及功率有关。4.空载电流变压器在工作电压下次级空载或开路时，初级线圈流过的电流称为空载电流。一般不超过额定电流的10﹪.5.绝缘电阻绝缘电阻表示变压器线圈之间、线圈与铁芯之间以及引线之间的绝缘性能。绝缘电阻是变压器，特别是电源变压器安全工作的重要参数。常用的小型电源变压器绝缘电阻不小于500ΜΩ，抗电强度大于2000V。3.2.4变压器的识别在电路原理图中，变压器通常用字母“T”表示，。其中有黑点的一端表示变压器绕组的同名端。普通低频变压器型号的名称通常由三部分组成：第一部分：主称，用字母表示；第二部分：功率，用数字表示，单位用伏安（VA）表示；第三部分：序号，用数字表示。中频变压器的型号也由三部分组成：第一部分：用字母表示主称；第二部分：用数字表示尺寸；第三部分：用数字表示级数。3.3电感的检测准确测量电感线圈的电感量L和品质因数Q，可以使用万能电桥或Q表。采用具有电感挡的数字万用表来检测电感很方便。电感是否开路或局部短路，以及电感量的相对大小可以用万用表作出粗略检测和判断。3.3.1电感的检测1.外观检查检测电感时先进行外观检查，看线圈有无松散，引脚有无折断，线圈是否烧毁或外壳是否烧焦等现象。若有上述现象，则表明电感已损坏。2.万用表电阻法检测然后用万用表的欧姆挡测线圈的直流电阻。电感的直流电阻值一般很小，匝数多、线径细的线圈能达几十欧；对于有抽头的线圈，各引脚之间的阻值均很小，仅有几欧姆左右。若用万用表R×1Ω挡测线圈的直流电阻，阻值无穷大说明线圈（或与引出线间）已经开路损坏；阻值比正常值小很多，则说明有局部短路；阻值为零，说明线圈完全短路。3.万用表电压法检测万用表电压法检测实际上是利用万用表测量电感量的，以MF50型万用表为例，检测方法如下。万用表的刻度盘上有交流电压与电感量量相对应的刻度.1.选择量程把万用表转换开关置于交流10V档。2.配接交流电源准备一只调压型或输出10V的电源变压器，然后按图3.31所示的方法进行连接测量。3.测量与读数交流电源、电容器、万用表串联成闭合回路，上电后进行测量。待表针稳定后即可读数。3.3.2变压器的检测1.气味判断法在严重短路性损坏变压器的情况下，变压器会冒烟，并会放出高温烧绝缘漆、绝缘纸等的气味。因此，只要能闻到绝缘漆烧焦的闻到，就表明变压器正在烧毁或已烧毁。2.外观观察法用眼睛或借助放大镜，仔细查看变压器的外观，看其是否引脚断路、接触不良；包装是否损坏，骨架是否良好；铁芯是否松动等。往往较为明显的故障，用观察法就可判断出来。3.压器绝缘性能的检测变压器绝缘性能检测可用指针式万用表的R×10K挡作简易测量。分别测量变压器铁芯与初级、初级与各次级、铁芯与各次级、静电屏蔽层与初次级、次级各绕组间的电阻值，万用表的指针应指在无穷大处不动或阻值应大于100MΩ，否则，说明变压器绝缘性能不良。4.变压器线圈通\断的检测将万用表置于R×1Ω挡检测线圈绕组两个接线端子之间的电阻值，若某个绕组的电阻值为无穷大，则说明该绕组有断路性故障。当变压器短路严重时，短时间通电外壳就会有烫手的感觉。5．变压器绕组直流电阻的测量变压器绕组的直流电阻很小，用万用表的R×1Ω挡检测可判断绕组有无短路或断路情况。一般情况下，电源变压器（降压式）初级绕组的直流电阻多为几十～上百欧姆，次级直流电阻多为零点几～几欧姆。7．电源变压器初、次线圈判别电源变压器（降压式）初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的，并且初级绕组多标有220V字样，次级绕组则标出额定电压值，如12V、15V、24V等。再根据这些标记进行识别。电源变压器（降压式）初级线圈和次级线圈的线径是不同的。初级线圈是高压侧，线圈匝数多，线径细；次级线圈是低压侧，线圈匝数少，线径粗。因此根据线径的粗细可判别电源变压器的初、次级线圈。具体方法是观察电源变压器的绕组线圈，线径粗的线圈是次级线圈，线径细的线圈是初级线圈。电源变压器有时没有标初次级字样，并且绕组线圈包裹比较严密，无法看到线圈线径粗细，这时就需要通过万用表来判别初、次级线圈。使用万用表测电源变压器线圈的直流电阻可以判别初、次级线圈。初级线圈（高压侧）由于线圈匝数多，直流电阻相对大一些，次级线圈（低压侧）线圈匝数少，直流电阻相对小一些。故而，也可根据其直流电阻值及线径来判断初级、次级。8．电源变压器空载电流的检测流电流挡(500mA，串入初级绕组。当初级绕组的插头插入220V交流市电时，万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于变压器满载电流的10％～20％。9．电源变压器空载电压的检测将电源变压器的初级接220V市电，用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值(U21、U22、U23、U24)应符合要求值，允许误差范围一般为：高压绕组≤±10％，低压绕组≤±5％，带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤±2％。10.电源变压器短路性故障的综合检测判别电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常。通常，线圈内部匝间短路点越多，短路电流就越大，而变压器发热就越严重。检测判断电源变压器是否有短路性故障的简单方法是测量空载电流。存在短路故障的变压器，其空载电流值将远大于满载电流的10％。当短路严重时，变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热，用手触摸铁心会有烫手的感觉。此时不用测量空载电流便可断定变压器有短路点存在。11.各绕组同名端的判别在使用电源变压器时，有时为了得到所需的次级电压或增加绕组电流，可将两个或多个次级绕组串联起来或并联使用。采用串、并联法使用电源变压器时，参加串、并联的各绕组的同名端必须正确连接，否则变压器不能正常工作.（1）电阻法（2）电压法以降压电源变压器为例，其他变压器初、次级相位检测方法类同，只是初级电源电压不同。将变压器初级（B）端与次级（D）端用短路线短路。分别测量初级电压UAB和次级电压UCD，设UAB=220V，UCD=18V；再测量A、C间电压UAB，若UAB=218V（220V+18V），则相位如图3.36（a）所示。若UAB=202V（220V-18V），则相位如图3.36（b）所示。同一变压器次级绕组间相位关系的检测方法如图3.37所示。将两个次级绕组的一端短接（B、D），把初级绕组接入电源，分别测量UAB、UCD、UAD。若UAC=UCB-UCD,则A、C同相位；若UAC=UAB+UCD,则A、C是反相位。