IEC 62044-3:2000
(Main)Cores made of soft magnetic materials - Measuring methods - Part 3: Magnetic properties at high excitation level
Cores made of soft magnetic materials - Measuring methods - Part 3: Magnetic properties at high excitation level
Provides measuring methods for power loss and amplitude permeability of magnetic cores forming the closed magnetic circuits intended for use at high excitation levels in inductors, chokes, transformers and similar devices for power electronics applications.
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Noyaux en matériaux magnétiques doux - Méthodes de mesure - Partie 3: Propriétés magnétiques à niveau élevé d'excitation
Donne les méthodes de mesure de la perte de puissance et de la perméabilité d'amplitude des noyaux magnétiques formant les circuits magnétiques fermés destinés à être utilisés à des niveaux élevés d'excitation dans les bobines d'inductance, les bobines d'arrêt, les transformateurs et les dispositifs similaires pour les applications d'électronique de puissance.
Le contenu du corrigendum d'octobre 2021 a été pris en considération dans cet exemplaire.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
62044-3
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2000-12
Noyaux en matériaux magnétiques doux –
Méthodes de mesure –
Partie 3:
Propriétés magnétiques à niveau élevé d'excitation
Cores made of soft magnetic materials –
Measuring methods –
Part 3:
Magnetic properties at high excitation level
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 62044-3:2000
Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Editions consolidées Consolidated editions
Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its
CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
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comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
d’études ou date de publication. Des informations line information is also available on recently
en ligne sont également disponibles sur les issued publications, withdrawn and replaced
nouvelles publications, les publications rempla- publications, as well as corrigenda.
cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
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• IEC Just Published
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
62044-3
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2000-12
Noyaux en matériaux magnétiques doux –
Méthodes de mesure –
Partie 3:
Propriétés magnétiques à niveau élevé d'excitation
Cores made of soft magnetic materials –
Measuring methods –
Part 3:
Magnetic properties at high excitation level
IEC 2000 Droits de reproduction réservés Copyright - all rights reserved
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Commission Electrotechnique Internationale
V
PRICE CODE
International Electrotechnical Commission
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– 2 – 62044-3 © CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4
Articles
1 Domaine d'application . 8
2 Références normatives. 8
3 Termes, définitions et symboles . 10
3.1 Définitions. 10
3.2 Symboles . 12
4 Précautions générales pour les mesures à niveau élevé d'excitation . 14
4.1 Indications générales . 14
4.2 Bobine de mesure . 14
4.3 Montage des noyaux constitués de plus d'une partie. 16
4.4 Matériel de mesure . 18
5 Spécimens . 22
6 Procédures de mesure . 22
6.1 Procédure générale. 22
6.2 Méthode de mesure pour la perméabilité d'amplitude (effective) . 24
6.3 Méthodes de mesure pour la perte de puissance . 28
7 Informations à indiquer. 32
8 Rapport d'essai . 34
Annexe A (informative) Circuits de base et équipement lié pour la mesure
de la perméabilité d'amplitude. 36
Annexe B (informative) Méthode efficace pour la mesure de la perte
de puissance – Exemple d'un circuit et procédure liée. 40
Annexe C (informative) Méthodes de multiplication pour la mesure de la perte
de puissance – Circuit de base et procédures de mesure liées. 46
Annexe D (informative) Méthode par réflexion pour la mesure de la perte de puissance –
Circuit de base et procédures de mesure liées . 54
Annexe E (informative) Méthodes par mesure calorimétrique pour la mesure
de la perte de puissance. 58
62044-3 © IEC:2000 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5
Clause
1 Scope . 9
2 Normative references. 9
3 Terms, definitions and symbols . 11
3.1 Definitions . 11
3.2 Symbols. 13
4 General precautions for measurements at high excitation level . 15
4.1 General statements. 15
4.2 Measuring coil . 15
4.3 Mounting of cores consisting of more than one part . 17
4.4 Measuring equipment. 19
5 Specimens . 23
6 Measuring procedures . 23
6.1 General procedure. 23
6.2 Measuring method for the (effective) amplitude permeability. 25
6.3 Measuring methods for the power loss. 29
7 Information to be stated . 33
8 Test report . 35
Annex A (informative) Basic circuits and related equipment for the measurement
of amplitude permeability . 37
Annex B (informative) Root-mean-square method for the measurement of power loss –
Example of a circuit and related procedure. 41
Annex C (informative) Multiplying methods for the measurement of power loss –
Basic circuits and related measurement procedures . 47
Annex D (informative) Reflection method for the measurement of power loss –
Basic circuit and related measurement procedures. 55
Annex E (informative) Calorimetric measurement methods for the measurement
of power loss. 59
– 4 – 62044-3 © CEI:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
NOYAUX EN MATÉRIAUX MAGNÉTIQUES DOUX –
MÉTHODES DE MESURE –
Partie 3: Propriétés magnétiques à niveau élevé d'excitation
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités
nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 62044-3 a été établie par le comité d'études 51 de la CEI:
Composants magnétiques et ferrites.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
51/573/FDIS 51/583/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les annexes A, B, C, D et E sont données uniquement à titre d’information.
La CEI 62044 présentée sous le titre général Noyaux en matériaux magnétiques doux –
Méthodes de mesure, comprendra les parties suivantes:
Partie 1: Spécification générique (à l’étude)
Partie 2: Propriétés magnétiques à faible niveau d'excitation (à l’étude)
Partie 3: Propriétés magnétiques à niveau élevé d'excitation
Partie 4: Propriétés non magnétiques (à l’étude)
62044-3 © IEC:2000 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
CORES MADE OF SOFT MAGNETIC MATERIALS –
MEASURING METHODS –
Part 3: Magnetic properties at high excitation level
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 62044-3 has been prepared by IEC technical committee 51:
Magnetic components and ferrite materials.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
51/573/FDIS 51/583/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
Annexes A, B, C, D, and E are for information only.
IEC 62044, presented under the general title Cores made of soft magnetic materials –
Measuring methods,
will include the following parts:
Part 1: Generic specification (under consideration)
Part 2: Magnetic properties at low excitation level (under consideration)
Part 3: Magnetic properties at high excitation level
Part 4: Non-magnetic properties (under consideration)
– 6 – 62044-3 © CEI:2000
La présente partie 3 est publiée la première. La CEI 60367-1 et la CEI 60367-2 seront
annulées lorsque les parties 1, 2 et 3 de la CEI 62044 auront été publiées.
Cette norme annule et remplace 11.2 et l'annexe J de la CEI 60367-1. Les articles restants de
la CEI 60367-1 seront remplacés par la CEI 62044-1 et la CEI 62044-2.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2006. A cette
date, la publication sera
reconduite;
supprimée;
remplacée par une édition révisée, ou
amendée.
62044-3 © IEC:2000 – 7 –
Part 3 is the first to be published. IEC 60367-1 and IEC 60367-2 will be cancelled after parts
1, 2 and 3 of IEC 62044 are published.
This standard cancels and replaces 11.2 and annex J of IEC 60367-1. The remaining clauses
of IEC 60367-1 will be replaced by IEC 62044-1 and IEC 62044-2.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged
until 2006. At this date, the publication will be
reconfirmed;
withdrawn;
replaced by a revised edition, or
amended.
– 8 – 62044-3 © CEI:2000
NOYAUX EN MATÉRIAUX MAGNÉTIQUES DOUX –
MÉTHODES DE MESURE –
Partie 3: Propriétés magnétiques à niveau élevé d'excitation
1 Domaine d'application
La présente norme donne les méthodes de mesure de la perte de puissance et de la
perméabilité d'amplitude des noyaux magnétiques formant les circuits magnétiques fermés
destinés à être utilisés à des niveaux élevés d'excitation dans les bobines d'inductance, les
bobines d'arrêt, les transformateurs et les dispositifs similaires pour les applications d'électro-
nique de puissance.
Les méthodes contenues dans cette norme peuvent couvrir les mesures des propriétés magné-
tiques pour des fréquences allant dans la pratique de c.c. à 10 MHz et même éventuellement
au-delà pour les méthodes calorimétrique et par réflexion. L'applicabilité des différentes
méthodes à des gammes de fréquences spécifiques dépend du niveau de précision à obtenir.
Les méthodes de la présente norme sont fondamentalement les mieux adaptées aux exci-
tations sinusoïdales. D'autres formes d'ondes périodiques peuvent également être utilisées;
cependant, une précision appropriée est seulement obtenue si les circuits et les instruments
de mesure utilisés sont capables de prendre en compte et de traiter les amplitudes et les
phases des signaux concernés dans le spectre de fréquences correspondant à l'induction
indiquée et aux formes d'ondes de champ magnétique avec une précision à peine dégradée.
NOTE Pour certains matériaux métalliques magnétiques doux, il peut être nécessaire de suivre des principes
généraux spécifiques et normaux pour ces matériaux liés à la préparation des spécimens et des calculs prescrits.
Ces principes sont donnés dans la CEI 60404-8-6.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 62044.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne
s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie de
la CEI 62044 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition
du document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent
le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60050(221):1990, Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) – Chapitre 221:
Matériaux et composants magnétiques
Amendement 1 (1993)
Amendement 2 (1999)
CEI 60205:1966, Calcul des paramètres effectifs des pièces ferromagnétiques
CEI 60367-1:1982, Noyaux pour bobines d'inductance et transformateurs destinés aux
télécommunications – Première partie: Méthodes de mesure
CEI 60401:1993, Matériaux ferrites – Guide relatif au format des données figurant dans les
catalogues des fabricants de noyaux pour transformateurs et bobines d'inductance
CEI 60404-8-6:1999, Matériaux magnétiques – Partie 8-6: Spécifications pour matériaux
particuliers – Matériaux métalliques magnétiques doux
CEI 61332:1995, Classification des matériaux ferrites doux
62044-3 © IEC:2000 – 9 –
CORES MADE OF SOFT MAGNETIC MATERIALS –
MEASURING METHODS –
Part 3: Magnetic properties at high excitation level
1 Scope
This standard provides measuring methods for power loss and amplitude permeability of
magnetic cores forming the closed magnetic circuits intended for use at high excitation levels
in inductors, chokes, transformers and similar devices for power electronics applications.
The methods given in this standard can cover the measurement of magnetic properties for
frequencies ranging practically from d.c. to 10 MHz, and even possibly higher, for the
calorimetric and reflection methods. The applicability of the individual methods to specific
frequency ranges is dependent on the level of accuracy that is to be obtained.
The methods in this standard are basically the most suitable for sine-wave excitations. Other
periodic waveforms can also be used; however, adequate accuracy can only be obtained if
the measuring circuitry and instruments used are able to handle and process the amplitudes
and phases of the signals involved within the frequency spectrum corresponding to the given
induction and field strength waveforms with only slightly degraded accuracy.
NOTE It may be necessary for some magnetically soft metallic materials to follow specific general principles,
customary for these materials, related to the preparation of specimens and prescribed calculations. These
principles are formulated in IEC 60404-8-6.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 62044. For dated references, subsequent
amendments to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to
agreements based on this part of IEC 62044 are encouraged to investigate the possibility of
applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC
and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60050(221):1990, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 221:
Magnetic materials and components
Amendment 1 (1993)
Amendment 2 (1999)
IEC 60205:1966, Calculation of the effective parameters of magnetic piece parts
IEC 60367-1:1982, Cores for inductors and transformers for telecommunications – Part 1:
Measuring methods
IEC 60401:1993, Ferrite materials – Guide on the format of data appearing in manufacturers’
catalogues of transformer and inductor cores
IEC 60404-8-6:1999, Magnetic materials – Part 8-6: Specifications for individual materials –
Soft magnetic metallic materials
IEC 61332:1995, Soft ferrite material classification
– 10 – 62044-3 © CEI:2000
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions de la CEI 60050(221)
ainsi que les suivantes s'appliquent.
3.1.1
perméabilité d'amplitude (effective) (symboles: perméabilité d'amplitude: μ ,
a
perméabilité d'amplitude effective: μ )
ea
perméabilité magnétique obtenue à partir de la valeur de crête de l'induction magnétique
ˆ
ˆ
H
effective, B , et de la valeur de crête du champ magnétique, , pour des valeurs données
e e
de l'une ou de l'autre valeur, lorsque l'induction magnétique et le champ magnétique varient
périodiquement en fonction du temps avec une valeur moyenne nulle, le matériau étant
initialement dans un état magnétique neutre spécifié
NOTE 1 Cette définition diffère de celle de la CEI 60050 [221-03-07].
NOTE 2 Deux perméabilités d'amplitude sont d'usage courant, à savoir:
– celle pour laquelle les valeurs de crête sont celles des grandeurs réelles d'induction et de champ
magnétique,
– celle pour laquelle les valeurs de crête sont celles des composantes fondamentales d'induction et de
champ magnétique.
NOTE 3 A la limite, l'induction et le champ magnétique, et par conséquent, la perméabilité d'amplitude peuvent
être des valeurs quasi statiques, dans la mesure où le noyau est magnétisé de manière cyclique et qu'il n'y a pas
de déviation de la courbe B-H.
3.1.2
perméabilité d'amplitude effective maximale (symbole: μ )
ea max
valeur maximale de la perméabilité d'amplitude (effective) lorsqu'on fait varier l'amplitude
ˆ
ˆ
H
d'excitation ( B ou )
e e
NOTE Cette définition diffère de celle de la CEI 60050 [221-03-10].
3.1.3
excitation
soit l’induction, soit le champ magnétique pour lequel la forme d'onde et l'amplitude restent
toutes les deux dans les limites de la tolérance spécifiée
NOTE Lorsque le mode d'excitation d'induction (de champ magnétique) est choisi, la forme d'onde qui résulte du
champ magnétique (de l'induction) peut être déformée par rapport à la grandeur d'excitation en raison du
comportement non linéaire du matériau magnétique.
3.1.4
niveau élevé d'excitation
excitations pour lesquelles la perméabilité dépend de l'amplitude d'excitation (particulièrement
en basse fréquence) et/ou auxquelles la perte de puissance donne lieu à une augmentation
visible de la température (en particulier en haute fréquence)
3.1.5
excitation sinusoïdale
excitation de contenu harmonique inférieur à 1 %
3.1.6
enroulement d'excitation
enroulement de la bobine de mesure auquel est appliquée la tension d'excitation ou à travers
lequel s'écoule le courant d'excitation
62044-3 © IEC:2000 – 11 –
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Definitions
For the purposes of this International Standard, the following definitions apply in addition to
those of IEC 60050(221).
3.1.1
(effective) amplitude permeability (symbols: amplitude permeability: μ ,
a
effective amplitude permeability: μ )
ea
ˆ
magnetic permeability obtained from the peak value of the effective magnetic induction, B ,
e
ˆ
and the peak value of the magnetic field strength, H , at the stated value of either, when the
e
magnetic induction and magnetic field vary periodically with time and with an average of zero,
and the material is initially in a specified neutralized state
NOTE 1 This definition differs from that of IEC 60050 [221-03-07].
NOTE 2 Two amplitude permeabilities are in common use, namely:
– that in which the peak values apply to the actual waveforms of the induction and field strength,
– that in which the peak values apply to the fundamental components of waveforms of the induction
and the field strength.
NOTE 3 The induction and the field strength and, consequently, the amplitude permeability may even be quasi-
static quantities, provided the core is cyclically magnetized and no excursion of the B-H curve appears.
3.1.2
maximum (effective) amplitude permeability (symbol μ )
ea max
maximum value of the (effective) amplitude permeability when the amplitude of excitation
ˆ
ˆ
H
( B or ) is varied
e
e
NOTE This definition differs from that of IEC 60050 [221-03-10].
3.1.3
excitation
either induction or field strength for which the waveform and amplitude both remain within the
specified tolerance
NOTE When the induction (field strength) mode of excitation is chosen, the resultant waveform of field strength
(induction) may be distorted with respect to the excitation waveform due to the non-linear behaviour of the
magnetic material.
3.1.4
high excitation level
excitation at which the permeability depends on excitation amplitude (particularly at low
frequencies) and/or at which the power loss results in a noticeable temperature rise
(particularly at high frequencies)
3.1.5
sinusoidal excitation
excitation of harmonic content of less than 1 %
3.1.6
exciting winding
winding of measuring coil to which the exciting voltage is applied or through which the
exciting current is flowing
– 12 – 62044-3 © CEI:2000
3.1.7
enroulement voltmétrique
enroulement non chargé d'une bobine de mesure à travers lequel la force électromotrice
induite par l'excitation peut être déterminée
3.1.8
enroulement de mesure
enroulement, normalement secondaire, chargé ou non, qui peut être utilisé pour la mesure
hors enroulement d'excitation et/ou enroulement voltmétrique
3.1.9
perte de puissance
puissance absorbée par le noyau
3.2 Symboles
Toutes les formules de la présente norme utilisent des unités de base du Système
International. Lorsqu'on utilise des multiples ou des sous-multiples, on doit introduire la
puissance de 10 appropriée.
A section effective du noyau
e
ˆ
B valeur de crête de l'induction effective dans le noyau
e
f fréquence
ˆ
H valeur de crête du champ magnétique effectif dans le noyau
e
l longueur du chemin magnétique effectif du noyau
e
L inductance
i valeur instantanée du courant
I courant
N nombre de tours de l'enroulement de la bobine de mesure
P perte de puissance dans le noyau
Q facteur de qualité du noyau pour une fréquence donnée
c
R résistance
t temps
T température
u valeur instantanée de la tension
U tension
V volume effectif du noyau
e
δ erreur relative, déviation, etc.
Δ erreur absolue, déviation, etc.
μ perméabilité d'amplitude (effective)
ea
−7
μ constante magnétique = 4π ×10 H/m
π nombre 3,14159.
ϕ déphasage
ω pulsation = 2πf
NOTE 1 Des indices, des exposants etc. supplémentaires donnent une signification plus spécifique au symbole donné.
NOTE 2 Les symboles utilisés de manière exceptionnelle sont définis à l'emplacement où ils apparaissent dans le texte.
NOTE 3 Les paramètres effectifs tels que la longueur du chemin magnétique effectif, l , la section effective, A , et
e e
le volume effectif du noyau, V , sont calculés conformément à la CEI 60205.
e
NOTE 4 Dans le reste de cette norme, le terme induction sera utilisé comme abréviation d'induction magnétique.
62044-3 © IEC:2000 – 13 –
3.1.7
voltage sensing winding
unloaded winding of a measuring coil across which the electromotive force induced by the
excitation may be determined
3.1.8
measuring winding
winding, usually secondary, loaded or unloaded, which can be used for measurement apart
from the exciting and/or voltage sensing winding
3.1.9
power loss
power absorbed by the core
3.2 Symbols
All the formulae in this standard use basic SI units. When multiples or sub-multiples are used,
the appropriate power of 10 shall be introduced.
A effective cross-sectional area of the core
e
ˆ
B peak value of the effective induction in the core
e
f frequency
ˆ
H
peak value of the effective magnetic field strength in the core
e
l effective magnetic path length of the core
e
L inductance
i instantaneous value of the current
I current
N number of turns of winding of the measuring coil
P power loss in the core
Q quality factor of the core for a given frequency
c
R resistance
t time
T temperature
u instantaneous value of the voltage
U voltage
V effective volume of the core
e
δ relative error, deviation, etc.
Δ absolute error, deviation, etc.
μ (effective) amplitude permeability
ea
−7
μ magnetic constant = 4π ×10 H/m
π the number 3,14159.
ϕ phase shift
ω angular frequency = 2πf
NOTE 1 Additional subscript, upper script, etc. gives a more specific meaning to the given symbol.
NOTE 2 Symbols which are used sporadically are defined in the place where they appear in the text.
NOTE 3 Effective parameters, such as effective magnetic path length, l , effective cross-sectional area, A , and
e e
effective volume of the core, V , are calculated in accordance with IEC 60205.
e
NOTE 4 In the further text of this standard, the terms induction and field strength stand for the shortened terms
magnetic induction and magnetic field strength.
– 14 – 62044-3 © CEI:2000
4 Précautions générales pour les mesures à niveau élevé d'excitation
4.1 Indications générales
4.1.1 Relation avec la pratique
Les conditions, les méthodes et les procédures de mesure doivent être choisies de manière à
ce que les résultats mesurés soient adaptés à la prédiction des performances du noyau dans
des circonstances pratiques. Cela n'implique pas que toutes ces stipulations, en particulier celles
liées aux grandeurs d'excitation, doivent correspondre aux termes rencontrés en pratique.
4.1.2 Paramètres effectifs de noyau et propriétés des matériaux
La section du noyau n'étant généralement pas uniforme et celui-ci n'ayant en général pas
d'enroulements uniformément répartis le long du chemin de noyau, la mesure ne donne ni
la perméabilité d'amplitude ni la perte de puissance du matériau mais des valeurs effectives
ˆ
de ces paramètres qui sont appropriées à l'induction effective B et au champ magnétique
e
ˆ
effectif H dans le noyau.
e
Pour la mesure de la perméabilité d'amplitude et de la perte de puissance du matériau, le
noyau doit avoir une forme d'anneau ou une forme toroïdale dans laquelle il convient que le
rapport du diamètre extérieur sur le diamètre intérieur ne soit pas supérieur à 1,4 avec des
enroulements répartis uniformément près du noyau ayant un coefficient de couplage inductif
pratiquement égal à un.
4.1.3 Reproductibilité de l'état magnétique
Pour éviter différents effets de rémanence et de temps dans le matériau du noyau, la mesure
doit être effectuée avec un état magnétique reproductible et bien défini.
Sauf indication contraire, toute mesure avec une excitation spécifiée doit être effectuée au
moment t = t + Δt après le début du conditionnement magnétique; t est le temps nécessaire
m c c
pour que le conditionnement magnétique soit terminé et sert de base pour le réglage de
l'excitation spécifiée; Δt est la durée pendant laquelle le noyau est maintenu stable au niveau
d'excitation réglé.
4.2 Bobine de mesure
Il convient que le nombre de tours soit spécifié pour chaque enroulement en relation
4.2.1
avec les conditions de mesure, le matériel utilisé et la précision à obtenir. Il convient que les
enroulements soient réalisés aussi près du noyau que possible, pour rendre les coefficients de
couplage (lien de flux magnétique) entre les enroulements de la bobine de mesure et le noyau
et entre les enroulements de la bobine de mesure, aussi proches de 100 % que possible.
Il convient que la résistance, la capacité répartie et la capacité inter-enroulements des
enroulements soient aussi faibles que possible pour rendre les erreurs liées négligeables.
Dans le cas de noyaux en anneau ou toroïdaux, les spires doivent être réparties de manière
régulière sur la circonférence du noyau.
Il convient que les connecteurs, essentiellement ceux de l'enroulement d'excitation, soient
constitués d'éléments isolés, si cela est nécessaire pour les mesures à hautes fréquences.
NOTE Lors du bobinage d'un noyau à arêtes vives, il convient de veiller à ce que l'isolation du fil ne soit pas
rompue et, dans le cas d'un fil multibrin, à ce que les éléments ne soient pas cassés.
62044-3 © IEC:2000 – 15 –
4 General precautions for measurements at high excitation level
4.1 General statements
4.1.1 Relation to practice
The measuring conditions, methods and procedures shall be chosen in such a way that the
measured results are suitable for predicting the performance of the core under practical
circumstances. This does not imply that all these stipulations, especially those related to the
excitation waveforms, have to correspond to terms encountered in practice.
4.1.2 Core effective parameters and material properties
Since the core is in general of non-uniform cross-section and generally has non-uniformly
distributed windings along the core path, the measurement does not yield the amplitude
permeability and the power loss of the material, but the effective values of these parameters
ˆ
ˆ
H
appropriate to the effective induction B and the effective field strength in the core.
e e
For the measurement of the amplitude permeability and the power loss of the material, the
core shall have a ring or toroidal shape in which the ratio of outer to inner diameter should not
be greater than 1,4 and should have windings distributed uniformly, close to the core, of
inductive coupling coefficient practically equal to unity.
4.1.3 Reproducibility of the magnetic state
To obliterate various remanence and time effects in the core material, the measurement shall
be made at a well-defined and reproducible magnetic state.
Any measurement under specified excitation, unless otherwise stated, is to be made at the
time t = t + Δt after the magnetic conditioning start; t is the time period within which the
m c c
Δ
magnetic conditioning is completed and, whereupon, the specified excitation is set; t is the
time period during which the core is kept stable under the excitation being set.
4.2 Measuring coil
4.2.1 The number of turns shall be specified for each winding in relation to the measuring
conditions, the equipment used and the accuracy to be obtained. The windings shall be
wound as close to the core as possible, to make the coupling (magnetic flux linkage)
coefficients between the measuring coil windings and the core and between the windings of
measuring coil, as close to 100 % as possible.
The resistance, self-capacitance and inter-winding capacitance of windings should be as low
as possible to make the related errors negligible.
In the case of ring or toroidal cores, the turns shall be distributed evenly around the core
circumference.
The connectors, primarily of exciting winding, should consist of insulated strands, if this is
necessary for measurements at high frequencies.
NOTE When winding a sharp-edge core, care should be taken to ensure that the wire insulation is not ruptured
and, in the case of stranded wire, strands are not broken.
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4.2.2 L'utilisation d'un enroulement unique à la fois pour l'excitation et la détection de tension
est recommandée si
– le couplage entre l'enroulement d'excitation et l'enroulement de détection de tension est
réduit d'une manière telle qu'il provoque une erreur non négligeable dans la détermination
de l'induction de mesure B dans le noyau;
– la capacité inter-enroulements est trop élevée;
– il n'existe pas de contre-indications de circuits de mesure relative à la connexion directe de
l'enroulement d'excitation à l'entrée (aux entrées) des instruments de mesure.
NOTE Lorsque l'enroulement unique est utilisé, il est recommandé de rendre sa résistance aussi faible que
possible pour rendre la perte de puissance ohmique de l'enroulement négligeable par rapport à la perte de
puissance dans le noyau.
L'utilisation d'enroulements d'excitation et de détection de tension séparés (enroulement double)
est recommandée si, pour une raison quelconque, il convient que l'enroulement d'excitation
soit séparé galvaniquement des instruments de mesure de la tension et du courant, par
exemple pour éviter une connexion flottante ou en courant continu vers leurs entrées.
NOTE 1 Lorsqu'on utilise les enroulements d'excitation et de détection de tension, il est important de rapprocher
autant que possible leurs coefficients de couplage magnétique de 100 %.
NOTE 2 Lorsque la tension nécessaire pour le calcul de l'induction dans le noyau est mesurée à travers
l'enroulement de détection de tension, seule la perte de puissance dans le noyau est déterminée sans la perte de
puissance ohmique dans l'enroulement de courant admissible (d'excitation).
NOTE 3 L'utilisation de deux enroulements est recommandée pour des fréquences supérieures à 200 kHz.
4.3 Montage des noyaux constitués de plus d'une partie
Le noyau constitué de plus d'une partie et qui doit être assemblé autour de la bobine de
mesure doit être fixé avec une colle, une bande adhésive ou un dispositif d’assemblage
pendant toute la mesure.
Quelle que soit la méthode utilisée pour assembler les parties du noyau, il doit avoir les
caractéristiques suivantes:
– répartition de la force d'application de manière uniforme sur les surfaces d'accouplement,
sans introduire de contraintes de déformation dans le noyau;
– maintien de toutes les parties du noyau de manière rigide et sans changer la position des
unes par rapport aux autres;
– lorsqu'on utilise une méthode d’assemblage spécifiée, on doit appliquer une sur-force
initiale d'environ 10 % lorsque le noyau est fermé, pour casser les petites irrégularités entre
les différentes surfaces de contact nettoyées; la force d’assemblage spécifiée de ±5 % doit
être appliquée;
– maintien à un niveau constant de la force d'assemblage à ±1 % pendant toutes les
opérations de mesure dans toutes les conditions de mesure, y compris la gamme de
températures spécifiées complète.
Le montage de tels noyaux doit être effectué conformément aux instructions suivantes.
La surface d'accouplement doit être contrôlée pour constater les dommages et la propreté. On
ne doit pas utiliser de noyaux endommagés. La surface d'accouplement doit être nettoyée avec
des procédés non abrasifs, par exemple en frottant doucement sur un cuir de lavage sec.
Ensuite, les surfaces d'accouplement doivent être dégraissées si elles doivent être collées. Les
particules de poussières doivent être éliminées avec de l'air comprimé sec et propre. On ne
doit jamais toucher les surfaces d'accouplement à mains nues. Les parties du noyau doivent
ensuite être assemblées autour de la bobine de mesure, celle-ci étant verrouillée en position
par rapport au noyau par des moyens adaptés, par exemple une rondelle en mousse.
Les parties du noyau sont centrées et collées ou placées dans le dispositif d’assemb
...
Questions, Comments and Discussion
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