JIS C 2550-1:2011 電磁鋼帯試験方法―第１部：エプスタイン試験器による電磁鋼帯の磁気特性の測定方法 | ページ 3

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C 2550-1 : 2011

4.8 周波数測定

  ±0.1 %以内の精度の周波数計を使用する。
    注記 デジタルサンプリング法の適用については,附属書Aを参照。

4.9 電力測定

  電力は,実際の力率と波高率において±0.5 %以内の精度の電力計で測定する。可能な限り,レンジの
1/4以下での読取りはしない。
    注記 デジタルサンプリング法の適用については,附属書Aを参照。
  電圧回路のリアクタンスを補償している電力計を除き,電力計の電圧回路の抵抗は,そのリアクタンス
の少なくとも5 000倍でなければならない。
  電流計が測定回路内にある場合には,二次電圧を調整して損失を測定している間,電流計を短絡してお
く。

5 鉄損測定の手順

  鉄損測定の手順は,次による。
    注記 デジタルサンプリング法の適用については,附属書Aを参照。

5.1 測定回路

  エプスタイン試験器と測定計器とを,図3に示すように結線する。

5.2 測定の準備

  試験片の合計質量を±0.1 %以内の精度で測定する。ひょう(秤)量後,エプスタイン試験器のコイル内
に試験片を挿入し,角部で1枚ずつ交互に重なり合うように積層する。この際,エプスタイン試験器の各
辺内の試験片の枚数は同一とし,試験片で形成される正方形の内側の長さが22010                          
試験片の半数を圧延方向と平行に切断し,半数を直角に切断する場合は,圧延方向に平行に切断した試験
片を,エプスタイン試験器の向かい合う辺に挿入し,直角に切断した試験片を,他の二つの辺に挿入する。
試験片が重なり合った部分において,試験片の間の隙間は,できる限り狭くなるように注意しなければな
らない。それぞれの角部には,重なり合った試験片の表面に垂直に,約1 Nの力をかけてもよい。
  次に,試験片は,前の測定に使用したものよりも高い初期磁場から,減衰する交流磁場で消磁する。

5.3 励磁電源の調整

  励磁電源は,エプスタイン試験器の二次電圧の整流平均値 Uが所要値に達するまで,徐々に出力を増
                                                        2
加させる。この間,一次回路内の電流計を観察し,電力計の電流回路が過負荷にならないように注意する。
この値は,磁束密度の所要値から,式(4)によって算出する。
                                    Ri
                         U2   4 fN2     AJ   (4)
                                  Ri  Rt
                      ここに,  U : 
                                  2
                                    二次コイルに誘起された電圧の整流平均値(V)
                                  f :  周波数(Hz)
                                 N2 :  二次コイルの総巻数
                                 Ri :  二次回路内の計器の合計抵抗(Ω)
                                 Rt :  二次コイルと相互誘導器の直列抵抗(Ω)
                                  A :  各コイルに挿入された試験片の断面積(m2)
                                 J :  磁束密度の波高値(T)
    注記 二次コイル誘起電圧を,実効値表示された平均値形電圧計の読みを用いる場合は式(4)の係数を
          4.444とする必要がある。式(4)の定数を4.444とした式を次に示す。

――――― [JIS C 2550-1 pdf 11] ―――――

                                                                                              9
                                                                                  C 2550-1 : 2011
                                        Ri
                         U2   .4444 fN2     AJ
                                      Ri Rt
  試験片の断面積は,式(5)による。
                             m
                         A         (5)
                            4l m
                      ここに,    A :  試験片の断面積(m2)
                                  m :  試験片の合計質量(kg)
                                  l :  試験片の長さ(m)
                                 ρm :  試験片の規定の密度,又はJIS C 2550-5に従って測定された
                                       値(kg・m−3)

5.4 電力の測定

  一次回路内の電流計を短絡し,必要に応じて二次電圧を再調整する。二次電圧の波形率を4.5に従って
判定し,電力計の読取り値を記録する。

5.5 鉄損の測定

  電力計によって測定された電力Pmは二次回路内の計器によって消費された電力を含んでいる。二次電
圧は基本的に正弦波状であるため,この電力は一次近似では      2
                                                       .1111U2  Ri に等しい。このため,試験片の
合計損失算出値Pcは,式(6)を用いて算出する。
                                            2
                             N1     .1111U2
                         Pc     Pm             (6)
                             N2        Ri
                      ここに,   Pc :  試験片の合計損失算出値(W)
                                 N1 :  一次コイルの総巻数
                                 N2 :  二次コイルの総巻数
                                 Pm :  電力計によって測定された電力(W)
                                U : 
                                  2
                                    二次コイル内で誘起された電圧の整流後の平均値(V)
                                  Ri :  二次回路内の計器の合計抵抗(Ω)
  鉄損測定値Psは,試験片の合計損失算出値Pcを,試験片の実効質量maで除すことによって算出する。
                            Pc   Pc 4l
                         Ps            (7)
                            ma   mlm
                      ここに,   Ps :  試験片の鉄損測定値(W/kg)
                                 Pc :  試験片の合計損失算出値(W)
                                 ma :  試験片の実効質量(kg)
                                  l :  試験片の長さ(m)
                                  m :  試験片の合計質量(kg)
                                 lm :  実効磁路長(m),lm=0.94

5.6 鉄損測定の再現性

  この項に記述した手順から得られる結果の再現性は,磁束密度1.7 Tまでの方向性電磁鋼帯の測定,及
び1.5 Tまでの無方向性電磁鋼帯の測定において,1.5 %の相対標準偏差とみなされる。
  さらに高い磁束密度での測定については,相対標準偏差が増加することが予想される。

6 磁束密度の波高値,磁界の強さの実効値,磁界の強さの波高値,及び皮相電力の測定手順

  この項目では,以下の特性を判定するための測定方法を記述する。
− 磁束密度の波高値 J

――――― [JIS C 2550-1 pdf 12] ―――――

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C 2550-1 : 2011
− 磁界の強さの実効値 H~
− 磁界の強さの波高値 H
− 皮相電力 Ss

6.1 試験片

  試験片は,4.2に適合しなければならない。

6.2 測定原理

6.2.1  磁束密度Jの波高値
  磁束密度の波高値は,箇条5に規定したように,測定された二次電圧の整流平均値から求め,式(4)から
算出する。式(4)を変形した式(8)を次に示す。
                                  1   Ri Rt  1
                         J  U2                   (8)
                                4 fN2   Ri   A
    注記 二次コイル誘起電圧を,実効値表示された平均値形電圧計の読みを用いる場合は式(4)の係数を
          4.444とする必要がある。式(8)の定数を4.444とした式を次に示す。
                                   1     Ri  Rt  1
                         J  U2
                                .4444 fN2  Ri   A
6.2.2  磁界の強さの実効値
  磁界の強さの実効値は,図4に示す回路内の実効値交流電流計によって測定される,励磁電流の実効値
から算出する。第二法として,精密抵抗器を電流計の位置に接続し,この抵抗器の両端に発生する電圧降
下を,4.6の要求事項に適合する実効値交流電圧計を用いて測定する。精密抵抗器は,一般的には0.1 Ωか
ら1 Ωの範囲の値をもつ0.1 %精度のものを用いる。励磁周波数は,所要の値に設定する。磁束密度の波
高値は,エプスタイン試験器の二次電圧を式(4)から算出された所要の値に調整することによって設定する。
このようにして,電流の実効値を測定し,記録する。磁界の強さの実効値は式(9)から算出する。
                          ~ N1~
                         H     I1  (9)
                            lm
                      ここに,   H~ :  磁界の強さの実効値(A/m)
                                 N1 :  一次コイルの総巻数
                                  lm :  実効磁路長(m),lm=0.94
                                 ~I :  励磁電流の実効値(A)
                                  1
                  Hz  : 周波数計
                  A  : 実効値交流電流計
                  M  : 空隙補償用の相互誘導器
                  V1  : 平均値形交流電圧計
                  V2  : 実効値交流電圧計
                               図4−磁界の強さの実効値の測定回路

――――― [JIS C 2550-1 pdf 13] ―――――

                                                                                             11
                                                                                  C 2550-1 : 2011
6.2.3  磁界の強さの波高値
  磁界の強さの波高値は,励磁電流の波高値から得る。励磁電流の波高値は,図5に示すように,既知の
0.1 %精度の精密抵抗器の両端に生じる電圧降下を,波高値電圧計を用いて測定する。この測定においては,
二次電圧の波形率は規定の値を超えてもよい(4.5参照)。
  磁界の強さの波高値は,式(10)から算出する。
                             N1
                         H      I1 (10)
                             lm
                      ここに,   H :  磁界の強さの波高値(A/m)
                                 N1 :  一次コイルの総巻数
                                  lm :  実効磁路長(m),lm=0.94
                                                            U
                                                         I1
                                 1I :  励磁電流の波高値
                                                                (A)
                      Hz  : 周波数計
                      A  : 電流測定計器
                      R  : 精密抵抗器
                      V1  : 波高値交流電圧計
                      M  : 空隙補償用の相互誘導器
                      V2  : 平均値形交流電圧計
                     図5−波高値電圧計を用いた磁界の強さの波高値の測定回路
                                 1Iは,0.5 %精度の相互誘導器MDの二次コイルの両端に発生する電圧
  第二法として,励磁電流の波高値
の整流平均値を測定することによって求めることができる。相互誘導器の一次コイルは,エプスタイン試
験器の一次コイルに直列に接続する。この方法では,相互誘導器の二次コイルの電圧波形に,1周期当た
り2か所を超えるゼロ交差点がないようにする必要がある(例えば,オシロスコープでの波形観察による)。
図6は,この第二法の測定回路を示す。平均値形交流電圧計は,エプスタイン試験器の二次電圧の測定に
使用する計器と同じものでよい。この方法では,磁界の強さの波高値は,式(11)から算出する。
                               N1    Rv  Rm
                         H                  Um   (11)
                             4 fMDlm   Rv
                      ここに, MD :  図6に示す回路内の電流波高値検出用の相互誘導器の相互イ
                                       ンダクタンス(H)
                                 lm :  実効磁路長(m),lm=0.94
                                 Rm :  MDの二次コイルの抵抗(Ω)
                                 Rv :  平均値形交流電圧計の内部抵抗(Ω)
                                U : m MDの二次コイルに誘起される電圧の整流平均値(V)
    注記 二次コイル誘起電圧を,実効値表示された平均値形電圧計の読みを用いる場合は式(4)の係数を

――――― [JIS C 2550-1 pdf 14] ―――――

12
C 2550-1 : 2011
          4.444とする必要がある。式(11)の定数を4.444とした式を次に示す。
                                 N1     Rv   Rm
                         H                      Um
                             .4444 fMDlm   Rv
                         Hz  : 周波数計
                         A  : 電流測定計器
                         MD  : 電流波高値検出用の相互誘導器
                         M  : 空隙補償用の相互誘導器
                         V  : 平均値形交流電圧計
                    図6−相互誘導器MDを用いた磁界の強さの波高値の測定回路
6.2.4  皮相電力の測定
  磁束密度及び周波数の所要の値に対して,励磁電流の実効値(6.2.2参照)とエプスタイン試験器の二次
電圧の実効値とを測定する。二次電圧の実効値は,4.6の要求事項に適合する電圧計を,エプスタイン試験
器の二次コイルの両端に接続して測定する。
  皮相電力は,式(12)から算出する。
                             ~~   N1    ~~   N1 4l
                         Ss  I1U2       I1U2        (12)
                                 ma N2      mlmN2
                      ここに,   Ss :  皮相電力(VA/kg)
                                 ~I :  励磁電流の実効値(A)
                                   1
                                  lm :  実効磁路長(m),lm=0.94
                                   l :  試験片の長さ(m)
                                  m :  試験片の合計質量(kg)
                                  ma :  試験片の実効質量(kg)
                                  N1 :  一次コイルの総巻数
                                  N2 :  二次コイルの総巻数
                                 ~U :  二次コイルの誘起電圧の実効値(V)
                                   2

6.3 再現性

  この項で記述した手順から得られる結果の再現性は,測定に用いた計器の精度及び試験片の組立て(5.1
及び5.2参照)などによって本質的に変化する。±0.5 %以内の精度の計器を使用する場合には,再現性は,
皮相電力を除き2 %程度の相対標準偏差であるとみなされる。皮相電力の再現性は,2 %(磁化曲線の屈曲
部以下の領域での値)から7 %(磁束密度が飽和に近づく領域での値)の範囲の相対標準偏差であるとみ
なされる。

――――― [JIS C 2550-1 pdf 15] ―――――

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