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C 2550-3

:2011

(1)

目  次

ページ

序文 

1

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

1

3

  用語及び定義 

2

4

  交流磁気測定の一般的原理 

3

4.1

  エプスタイン試験法の原理 

3

4.2

  試験片

3

4.3

  エプスタイン試験器

4

4.4

  空隙補償 

5

4.5

  励磁電源 

5

4.6

  交流電圧測定 

6

4.7

  交流電流測定 

6

4.8

  周波数測定 

6

4.9

  電力測定 

6

5

  鉄損測定の手順 

7

5.1

  測定回路 

7

5.2

  測定の準備 

7

5.3

  励磁電源の調整

7

5.4

  電力の測定 

8

5.5

  鉄損の測定 

8

5.6

  鉄損測定の再現性

8

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 

9

6.1

  一般事項 

9

6.2

  試験片

9

6.3

  測定原理 

9

6.4

  再現性

12

附属書 A(参考)中間周波数で使用するエプスタイン試験器

13

附属書 JA(参考)試験片の切断方法及び試験機器仕様 

14

附属書 JB(参考)JIS と対応国際規格との対比表 

17


C 2550-3

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まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,一般社団法人日本電機工業会(JEMA)及び

財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,

日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格である。

これによって,JIS C 2550:2000 は廃止され,その一部を分割して制定したこの規格に置き換えられた。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意

を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実

用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

JIS C 2550

の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS C 2550-1

  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

JIS C 2550-2

  第 2 部:寸法・形状の測定方法

JIS C 2550-3

  第 3 部:中間周波磁気特性の測定方法

JIS C 2550-4

  第 4 部:表面絶縁抵抗の測定方法

JIS C 2550-5

  第 5 部:電磁鋼帯の密度,抵抗率及び占積率の測定方法


日本工業規格

JIS

 C

2550-3

:2011

電磁鋼帯試験方法−

第 3 部:中間周波磁気特性の測定方法

Test methods for electrical steel strip and sheet-

Part 3: Methods of measurement of the magnetic properties of electrical

steel strip and sheet at medium frequencies

序文 

この規格は,1988 年に第 1 版として発行された IEC 60404-10 を基とし,我が国で一般的となっている

技術と整合させるため,技術的内容を変更して作成した日本工業規格である。

なお,この規格で側線又は点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格を変更している事項である。

変更の一覧表にその説明を付けて,

附属書 JB に示す。

適用範囲 

この規格は,電磁鋼帯の中間周波数範囲(400 Hz∼10 kHz)での交流励磁下での磁気特性の測定方法に

適用する。

この規格の目的は,用語を定義し,電磁鋼帯の磁気特性の測定方法を規定することにある。

エプスタイン試験器は,

いかなる等級の電磁鋼帯から採取した試験片にも適用できる。

交流磁気特性は,

誘起電圧が正弦波となる励磁条件下(以下,磁束正弦波励磁条件という。

)において,磁束密度の波高値及

び周波数を指定して測定する。測定は,

(23±5)℃の周囲温度において,消磁された試験片について行う

ものとする。

注記  この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。

IEC 60404-10:1988

,Magnetic materials. Part 10: Methods of measurement of magnetic properties of

magnetic sheet and strip at medium frequencies(MOD)

なお,対応の程度を表す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1 に基づき,

“修正している”

ことを示す。

引用規格 

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS C 2550-5

  電磁鋼帯試験方法−第 5 部:電磁鋼帯の密度,抵抗率及び占積率の測定方法

JIS C 2552

  無方向性電磁鋼帯

JIS C 2553

  方向性電磁鋼帯


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用語及び定義 

この規格で用いる主な用語及び定義は,次による。

3.1 

磁界の強さ(magnetic field strength) 

試験片を磁化しようとする磁界の強さ。一般的に,磁界の強さ は,式(1)によって算出する。

=

1

1

I

N

Hdl

 (1)

ここに,

H

磁界の強さ(A/m)

l

磁路の長さ(m)

N

1

磁路に巻かれた励磁コイルの総巻数

I

1

励磁電流(A)

エプスタイン試験器においては,磁界の強さ

H

が全磁路にわたって一様と仮定して,実効磁路長

l

m

を既

定の値に設定する。したがって,磁界の強さ

H

は,式(2)によって算出する。

m

1

1

l

I

N

H

=

 (2)

ここに,

l

m

実効磁路長(m)

l

m

=0.94

3.2 

実効磁路長(effective magnetic length) 

磁界の強さが一様でない磁気回路を,全磁路にわたって一様と仮定して求めた,等価的な磁路の長さ。

注記  エプスタイン試験器では,0.94 m を既定の値とする。

3.3 

磁束密度(magnetic flux density) 

一様に磁化された試験片の,単位断面積当たりの磁束量。単位はテスラ(T)

3.4 

磁気分極(magnetic polarization) 

一様に磁化された試験片の,単位断面積当たりの磁化の強さ。単位はテスラ(T)

注記  エプスタイン試験器において,二次コイルと空隙補償用の相互誘導器を用いて測定される値は,

磁気分極

J

である。磁束密度

B

と磁気分極

J

とは,真空透磁率を

μ

0

 [=4π×10

7

 H/m]とすると,

B

J

μ

0

H

の関係にある。電磁鋼帯などの高透磁率材料では,磁束密度

B

と磁気分極

J

とはほ

ぼ等しい。我が国では,一般的に磁気分極と磁束密度とを区別せずに用いることが多い。

3.5 

実効質量(effective mass) 

磁気回路を構成する鉄心のうち,実効磁路長に相当する長さの部分が鉄損に寄与するとして求めた,等

価質量(4.3 参照)

。単位は(kg)

3.6 

空隙補償(air flux compensation) 

二次コイルの誘起電圧から,コイル内に試験片がない状態の二次コイルに誘起する電圧を差し引くこと

によって二次コイルの誘起電圧が磁気分極

J

の微分値に対応させること(4.4 参照)

3.7 

鉄損(specific total loss) 

正弦波磁束励磁条件によって励磁したときに,試験片中で消費されるエネルギーの,試験片の実効質量


3

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1 kg 当たりの値(5.5 参照)。単位は(W/kg)。

3.8 

皮相電力(specific apparent power) 

正弦波磁束励磁条件によって励磁したときの,励磁電圧の実効値と励磁電流の実効値との積を,試験片

の実効質量で除した値(6.3.4 参照)

。単位は(VA/kg)

交流磁気測定の一般的原理 

4.1 

エプスタイン試験法の原理 

エプスタイン試験器は,一次コイル,二次コイル及び鉄心として組み立てられた試験片とで構成され,

無負荷変圧器を形成する。この無負荷変圧器の交流磁気特性を,次に規定する方法に従い測定する。

周波数範囲の最も高い領域では,特殊な構造のエプスタイン試験器(

附属書 参照)が必要な場合があ

る。この試験器では,巻線間の静電容量が低く,コイルを支える巻枠材料の誘電損失が低い。

エプスタイン試験器の巻線間の静電容量を測定するには,別の測定システム(例えば,抵抗,静電容量

及びインダクタンスを測定できる市販の LCR メータ)が必要である。

4.2 

試験片 

試験片は,その端部が一枚ずつ交互に重なり合うようにして(

図 参照),正方形に組み,長さと断面積

の等しい 4 個の辺を形成する。

単位  mm

図 1−試験片の長さが 280 mm の場合の試験片の端の交互積層方法(double-lapped joints 

試験片は,個別の製品規格(JIS C 2552JIS C 2553)の規定に従い採取する。

注記  試験片の切断方法については,附属書 JA を参照。

試験片は,著しいかえりが発生しない方法によって切断し,特に指定がある場合には,対応する製品規

格に従い熱処理を行う。試験片は,次の寸法とする。

−  幅  30 mm

−  長さ  280 mm 以上 320 mm 以下

試験片の幅は±0.2 mm 以内,長さは±0.5 mm 以内の許容差で切断する。

試験片を,圧延方向に対して平行又は直角に切断する場合には,電磁鋼帯の縁を基準方向とする。

指定された方向と実際に切断された方向との角度は,次の許容差内でなければならない。

−  方向性電磁鋼帯については,±1°

−  無方向性電磁鋼帯については,±5°

平たんな試験片だけを用いる。

測定に当たり,試験片の絶縁皮膜以外の絶縁物を付け加えてはならない。


4

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鉄心を構成する試験片は 12 枚以上で,4 の倍数の枚数とし,各厚さに対する推奨枚数を

表 に示す。

表 1−試験片の枚数 

厚さ

mm

枚数

厚さ

mm

枚数

0.025 80 0.27

16

0.05 48

0.30  16

0.10 28

0.35  16

0.20 16

0.50 以上

12

4.3 

エプスタイン試験器 

エプスタイン試験器は,4 個のコイルで構成され,これらのコイル内に,試験片を挿入し鉄心を組み立

てる(

図 参照)。

図 2−エプスタイン試験器(試験片の長さ 280 mm の場合) 

4.4

で指定される条件下で測定を行う場合,空隙磁束の補償のために,エプスタイン試験器に空隙補償用

誘導器を設置する。

コイルを支える巻枠は,ポリスチレンなどの低誘電損失の硬質絶縁材料で製作する。巻枠は長方形の断

面をもち,枠内の空間幅は 32 mm である。枠内の空間高さは約 5 mm を推奨する。

コイルは正方形を形成するように,非磁性の絶縁体基板に固定する。鉄心として組み立てられた試験片

の内側の縁が形成する正方形の辺の長さは,220

1

0

+

 mm とする(図 参照)。

4 個のコイルは,それぞれ二巻線を備える。

−  外側に,一次コイル(励磁コイル)

−  内側に,二次コイル(電圧コイル)

一次コイル及び二次コイルは,190 mm 以上の長さに均一に分布させて巻き,各コイルは総巻数の 1/4 の

巻数とする。

4 個のコイルの個々の一次コイルは,直列に結線し,二次コイルも同様とする。

中間周波領域では,一次コイルと二次コイルとの間の静電容量,及び二次コイルの自己静電容量による


5

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損失が無視できなくなる可能性がある。

この損失を最小限に抑えるように,

間隔をあけて巻線を配置する。

巻線間の静電容量及び二次コイルの自己静電容量を測定する。必要に応じて,損失に補正を加える(

属書 参照)。

一次及び二次コイルの巻数は,励磁電源,測定機器及び周波数によって決まる個別の条件に合わせて設

定してもよい。

一次コイル及び二次コイルのそれぞれの総巻数は,一般に 400 Hz∼10 kHz の周波数範囲の試験に使用さ

れている,200∼360 ターンを推奨するが,代表的な例として総巻数 352 ターンの試験枠の仕様を

表 JA.1

に示す。

図 JA.2 にその例を示す。

波形のひずみを避け,

内部電圧降下を最小限に抑えるために,

巻線のインピーダンスを十分小さくする。

磁気回路の実効磁路長

l

m

は 0.94 m を既定の値とする。

したがって,試験片の磁気的に等価な質量である実効質量

m

a

は,式(3)から算出する。

m

l

l

m

4

m

a

=

 (3)

ここに,

m

a

試験片の実効質量(

kg

l

m

実効磁路長(

m

l

m

0.94

l

試験片の長さ(

m

m

試験片の合計質量(

kg

4.4 

空隙補償 

1 000 A/m

以上の磁界の強さでは,空隙磁束の補償を実施しなければならない。低周波数(

1 000 Hz

以下)

の場合は,空隙磁束を補償するために,相互誘導器を使用してもよい。

空隙補償用の相互誘導器は,

4

個のコイルに囲まれた空間の中心に配置し,相互誘導器の軸は,

4

個のコ

イルの軸が作る平面に対して垂直とする。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

に直列に接続し,相互誘導器の二次コイルは,エプスタイン試験器の二次コイルに,逆極性で直列に接続

する(

図 参照)。

相互誘導器のインダクタンスの値は,エプスタイン試験器のコイルに試験片を挿入していない状態で,

エプスタイン試験器の巻線のインダクタンスと等しくなるように調整する。巻線が適切に接続されている

場合,励磁電流によって相互誘導器の二次コイル内に誘起される電圧が,励磁電流に起因する空隙磁束に

よって,空のエプスタイン試験器の二次コイル内に誘起される電圧を補償する。

4.5 

励磁電源 

励磁電源は,インピーダンスが低く,電圧及び周波数の安定性の高いものを使用する。測定時において,

電圧及び周波数の変動は,±

0.2 %

を超えてはならない。

鉄損,皮相電力及び磁界の強さの実効値を測定する場合には,二次電圧の波形率は

1.10 %

1.12 %

1)

する。

注記 1

二次電圧の波形率の制御には,幾つかの方法がある。例えば,電子的に制御された電源,又

は負帰還制御が行える電源増幅器の使用などがある。二次電圧の波形率は,二次電圧の実効

値の整流平均値に対する比率である。

1)

IEC

規格では“

1.111

±

1 %

”と表記している。

波形率の測定には,実効値交流電圧計及び平均値形交流電圧計を使用する。

注記 2

二次電圧の波形をオシロスコープで調べ,基本波以外の成分を含まないことを確認すること

が望ましい。


6

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4.6 

交流電圧測定 

エプスタイン試験器の二次電圧は,入力インピーダンス

1 000 Ω/V

以上の,交流電圧計を使用して測定

する。

4.6.1 

平均値形交流電圧計 

±

0.5 %

以内の精度の整流平均値に応答する電圧計で測定し,二次回路上の負荷をできる限り小さくする。

注記 1

この種類の計器は一般に,整流平均値の

1.111

倍で目盛られている。

注記 2

デジタル電圧計が望ましい。

4.6.2 

実効値交流電圧計 

±

0.5 %

以内の精度の,実効値に応答する電圧計を使用する。

注記

デジタル電圧計が望ましい。

4.6.2A 

波高値交流電圧計 

±

2.5 %

以内の精度の,波高値に応答する電圧計を使用する。

4.7 

交流電流測定 

4.7.1 

実効値電流測定 

次のいずれかの方法で,励磁電流の実効値を測定する。

±

0.5 %

以内の精度の,低インピーダンスの実効値電流計

一次コイルに直列に接続した無誘導精密抵抗器両端の電圧降下を,実効値電圧計で測定する。抵抗器

と電圧計の総合的な不確かさは

1 %

以下とする。

二次電圧を調整し,損失を測定する場合には,電流計と精密抵抗器との各々を短絡する。

4.7.2 

電流波高値測定 

高感度の波高値電圧計,又は校正済みのオシロスコープで,一次コイルに直列に接続した無誘導精密抵

抗器両端の電圧降下の波高値を測定する。使用する装置のフルスケール誤差を±

3 %

以下とする。

4.7.3 

抵抗器 

±

0.5 %

以内の精度の,既知の値の無誘導精密抵抗器を使用する。

抵抗値は,波高値電圧計の感度に応じて選定する。誘起電圧波形のひず(歪)みを最小限に抑えるため,

N

1

200

ターンのエプスタイン試験器を使用する場合,抵抗値は

1 Ω

を超えてはならない。

4.7.4 

相互誘導器 

±

0.5 %

以内の精度の,校正された相互誘導器を使用する。相互誘導器の一次インピーダンスはできる限

り低くする。誤差を最小限に抑えるために,相互誘導器に接続される測定計器のインピーダンスと比較し

て,相互誘導器の二次インピーダンスを低くする。

相互誘導器の校正及び使用中は,エプスタイン試験器又は他の装置の漏れ磁束によって測定が影響され

ないように注意する。

4.8 

周波数測定 

±

0.2 %

以内の精度の,周波数計を使用する。

4.9 

電力測定 

電力は,実際の測定時の周波数,力率及び波高率において±

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。

電力計の電圧回路の抵抗は,全範囲について,

100  Ω/V

以上とする。必要に応じて,二次回路内の損失

を表示された損失の値から差し引く。また,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

倍とする。


7

C 2550-3

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鉄損測定の手順 

5.1 

測定回路 

鉄損は,

図 に示した回路を用いて,電力計によって測定する。

 
 

Hz  :周波数計 
A  :電流測定計器 
W  :電力計 
M  :空隙補償用の相互誘導器 
V

1

  :平均値形交流電圧計

V

2

  :実効値交流電圧計

図 3−電力計による測定回路 

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

220

1

0

+

 mm

になるようにする。

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

2

が所要値に達するまで,徐々に出力を増

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。

J

A

R

R

R

fN

U

ˆ

4

t

i

i

2

2

+

=

 (4)

ここに,

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

N

2

二次コイルの総巻数

R

i

二次回路内の計器の合成抵抗(

R

t

二次コイルと相互誘導器の直列抵抗(

A: 各コイルに挿入された試験片の断面積(

m

2

Jˆ

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


8

C 2550-3

:2011

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。

J

A

R

R

R

fN

U

ˆ

444

.

4

t

i

i

2

2

+

=

試験片の断面積は,式

(5)

による。

m

4

ρ

m

A

=

 (5)

ここに,

A: 試験片の断面積(

m

2

m: 試験片の合計質量(

kg

l: 試験片の長さ(

m

ρ

m

試験片の密度,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。

注記

試験片の過熱を避け,容易に再現できるように,エプスタイン試験器に通電した後は,できる

限り迅速に測定を実施する。測定中は試験片を冷却することが望ましい。

5.5 

鉄損の測定 

電力計によって測定された電力 P

m

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

(

)

i

2

2

111

.

1

R

U

に等しい。

したがって,試験片の合計損失算出値 P

c

は,式(6)によって算出する。

(

)

i

2

2

m

2

1

c

111

.

1

R

U

P

N

N

P

=

 (6)

ここに,

P

c

試験片の合計損失算出値(

W

N

1

一次コイルの総巻数

N

2

二次コイルの総巻数

P

m

電力計によって測定された電力(

W

2

U

二次コイル内で誘起された電圧の整流後の平均値(

V

R

i

二次回路内の計器の合成抵抗(

鉄損測定値

P

s

は,試験片の合計損失算出値

P

c

を,試験片の実効質量

m

a

で除すことによって算出する(4.3

参照)

m

c

a

c

s

4

ml

l

P

m

P

P

=

=

 (7)

ここに,

P

s

試験片の鉄損(

W/kg

P

c

試験片の合計損失算出値(

W

m

a

試験片の実効質量(

kg

l

試験片の長さ(

m

l

m

実効磁路長(

m

l

m

0.94

m

試験片の合計質量(

kg

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,使用する周波数及び磁束密度によって変化して,

2 %

5 %

の相対標準偏差とみなされる。


9

C 2550-3

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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 

6.1 

一般事項 

この項目では,次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

Jˆ

磁界の強さの実効値  H

~

磁界の強さの波高値  Hˆ

皮相電力

S

s

これらの方法によって測定される値は,規定の磁束密度の波高値及び周波数に依存する。

6.2 

試験片 

試験片は,4.2 に適合しなければならない。

6.3 

測定原理 

6.3.1 

磁束密度の波高値 

磁束密度の波高値

Jˆ

は,箇条 に記述したように,測定された二次電圧の整流平均値から,5.3 の式

(4)

によって算出する。

Jˆ

は式

(8)

の関係にある。

A

R

R

R

fN

U

J

1

4

1

ˆ

i

t

i

2

2

+

=

 (8)

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。

A

R

R

R

fN

U

J

1

444

.

4

1

ˆ

i

t

i

2

2

+

=

ここに,

Jˆ

磁束密度の波高値(

T

f

周波数(

Hz

N

2

二次コイルの総巻数

A

試験片の断面積(

m

2

2

U

二次コイル内で誘起された電圧の整流平均値(

V

R

i

二次回路内の計器の合成抵抗(

R

t

二次コイルと相互誘導器の直列抵抗(

6.3.2 

磁界の強さの実効値 

磁界の強さの実効値は,

図 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。

A  :実効値交流電流計 
V  :平均値形交流電圧計

図 4−磁界の強さの実効値の測定回路 

磁界の強さの実効値は,励磁電流の実効値から式

(9)

によって算出する。


10

C 2550-3

:2011

1

m

1

~

~

I

l

N

H

=

 (9)

ここに,

H

~

磁界の強さの実効値(

A/m

N

1

一次コイルの総巻数

l

m

実効磁路長(

m

l

m

0.94

1

~

I

励磁電流の実効値(

A

対応する

Jˆ

と H

~

との組合せが幾つか測定された後に, H

~

に対する

Jˆ

の磁化曲線を描くことができる。

6.3.3 

磁界の強さの波高値 

磁界の強さの波高値は,次のいずれかの方法によって測定される,励磁電流の波高値

1

ˆから求める。

a)

方法 A  励磁電流の波高値は,図 に示す回路の波高値電圧計を用いて,既知の精密抵抗器

R

n

の両端

に生じる電圧降下

R

ˆ

を測定する。

R

n

  :精密抵抗器

V

1

  :波高値電圧計

V

2

  :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 

磁界の強さの波高値は,波高値電圧計の読み

R

ˆ

から,式

(10)

によって算出する。

R

U

l

R

N

H

ˆ

ˆ

m

n

1

=

 (10)

ここに,

Hˆ : 磁界の強さの波高値(

A/m

N

1

エプスタイン試験器の一次コイルの総巻数

R

n

精密抵抗器の抵抗値(

l

m

実効磁路長(

m

l

m

0.94

R

ˆ

U

波高値電圧計の読み(

V

b)

方法 B  励磁電流の波高値

1

ˆI

は,

図 に示す回路の平均値形交流電圧計を用いて,相互誘導器

M

D

二次コイルの両端に発生する電圧を測定することから求めることができる。相互誘導器の一次コイル

には,励磁電流が流れる。


11

C 2550-3

:2011

V  :平均値形交流電圧計 
M

D

  :電流波高値検出用の相互誘導器

図 6−相互誘導器 M

D

を用いた磁界の強さの波高値の測定回路 

注記 1

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

交差点がある場合を除き,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を使用することができる。

この方法では,磁界の強さの波高値は,相互誘導器

M

D

に接続した平均値形交流電圧計の読み

m

ら,式

(11)

によって算出する。

m

v

m

v

m

1

4

ˆ

U

R

R

R

fMl

N

H

+

=

(11)

ここに,

Hˆ : 磁界の強度の波高値(

A/m

M

図 に示す回路内の相互インダクタンス(

H

R

m

M

D

の二次コイルの抵抗(

R

v

平均値形交流電圧計の内部抵抗(

m

U

M

の二次コイルに誘起される電圧の整流平均値(

V

注記 2

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

(11)

の定数を

4.444

とした式を次に示す。

m

v

m

v

m

D

1

444

.

4

ˆ

U

R

R

R

l

fM

N

H

+

=

対応する

Jˆ

と Hˆ との組合せが幾つか測定された後に, Hˆ に対する

Jˆ

の磁化曲線を描くことができ

る。

注記 3

比透磁率は,慣例的に,次のように表される。

1

ˆ

ˆ

0

+

H

J

μ

6.3.4 

皮相電力の測定 

皮相電力は,式

(12)

によって算出する。

2

1

2

1

2

1

2

1

111

.

1

~

~

~

N

N

U

I

N

N

U

I

S

=

=

 (12)

ここに,

S

皮相電力(

VA

2

~

U

エプスタイン試験器の二次電圧の実効値(

V

注記

正弦波電圧の場合だけに,

2

2

111

.

1

~

U

U

=

の関係が成り立つ。

磁束密度と周波数の所要の値に対して,励磁電流の実効値(6.3.2 参照)とエプスタイン試験器の二次電

圧の実効値を測定する。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


12

C 2550-3

:2011

二次コイルの両端に接続して測定する。

(3)

に従い,

S

を実効質量で除すと

1 kg

当たりの皮相電力が式

(13)

から算出できる。

2

m

a

1

2

1

a

s

4

111

.

1

~

N

l

m

lN

U

I

m

S

S

=

=

 (13)

ここに,

S

s

1 kg

当たりの皮相電力(

VA/kg

m

試験片の合計質量(

kg

1

~

I

励磁電流の実効値(

A

2

U

二次コイルの誘起電圧の整流平均値(

V

l

試験片の長さ(

m

N

1

エプスタイン試験器の一次コイルの総巻数

m

a

試験片の実効質量(

kg

l

m

実効磁路長(

m

l

m

0.94

N

2

エプスタイン試験器の二次コイルの総巻数

6.4 

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(4.2

及び 4.3 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,

3 %

程度の相対標準偏差であるとみなされる。


13

C 2550-3

:2011

附属書 A

(参考)

中間周波数で使用するエプスタイン試験器

中間周波数では,巻枠に使用する材料の誘電損失とエプスタイン試験器の巻線間の静電容量から発生す

るエネルギー損失が著しくなる。

誘電率が低い材料を選択することによって,誘電損失を無視できる程度に低減することができる。ポリ

スチレンはこれに適した材料であり,容易に切断・接着し,エプスタイン試験器の巻枠,端子ポスト及び

基板を作成することができる。

中間周波数での測定は,一般的に,比較的低い磁束密度で作動する低鉄損材料に限定されるため,巻線

のターン数と線径を低減することができる。また,一次コイル及び二次コイルを,一次巻及び二次巻の間

に等間隔に間隔をあけたバイフィラ巻単一層の巻線にすることで,巻線間の静電容量を最小限に低減する

ことができる。

4.3

及び上記の推奨事項によって製作されたエプスタイン試験器で,

0.125 mm

径銅線を

200

ターン巻い

た一次コイル及び二次コイルの場合,巻線間静電容量は約

300 pF

であり,各巻線の抵抗は約

3.5 Ω

であっ

た。

この静電容量で加わる追加損失は,式

(A.1)

で算出できる。

ic

2

2

111

.

1

Z

U

P

=

Δ

(A.1)

ここに,

  ΔP

追加損失(

W

Z

ic

i

i

2

1

fCR

R

π

+

R

i

計器の合成抵抗(

C

巻線間の静電容量(

F

磁束密度が低い場合,この量は無視できるが,この量の比率が無視できない場合は,式

(6)

で算出される

合計損失から差し引く必要がある。


14

C 2550-3

:2011

附属書 JA

(参考)

試験片の切断方法及び試験機器仕様

JA.1 

試験片の切断方法 

試験片は,特に指定がなければ

図 JA.1

a

)

d

)

のように,鋼板の特性を代表するように,半分は圧延方向

に平行(縦目)に,半分は圧延方向に直角(横目)に採取するのがよい。その材料について,特に規定が

ある場合には又は受渡当事者間の協定によって,圧延方向に平行な試験片だけを使用するときには,

JA.1 e

)

g

)

のように採取する。その他の特殊な方法によったときには,試験成績書に切断方法を明記する。

図 JA.1−試験片の切断方法 

JA.2 

試験機器仕様 

JA.2.1 

中間周波用エプスタイン試験器仕様 

試験器の仕様は,

表 JA.1 のようにするのがよい。図 JA.2 にその例を示す。


15

C 2550-3

:2011

表 JA.1−中間周波用 25 cm エプスタイン試験枠仕様 

項目

仕様

内断面

幅 32 mm,高さ 5 mm(推奨)

厚さ 1.6

mm 以下

材質

誘電体損失

コイル巻枠

長さ

各コイルとも 190 mm 以上巻ける長さ

一次コイル

4 個の枠にそれぞれ 88 ターンずつ均一に一層に巻く。 
抵抗 0.5 Ω 以下

二次コイル

4 個の枠に一次コイルと並べてそれぞれ 88 ターンずつ均一に一層に巻く。 
抵抗 0.5 Ω 以下

組立

4 個のコイルが正方形磁路を形成する試料の各辺を囲むように組み立てる。

注記  中間周波においては,エプスタイン試験枠の巻線枠材料の誘電体損及び二次コイルの自己静電容量

と巻線間静電容量に起因する損失が付加され,これが測定精度に影響することがある。誘電体損は,

ポリスチレンなどの低誘電率材料を使用することによって減少できる。中間周波磁気試験は,通常
比較的低磁束密度での低損失材料に対して行われるので,コイルの巻数を少なく,またコイルの線
径を小さくできる。さらに,一次と二次とのコイル間にできるだけ電位差が生じないような巻き方

をすることによって,巻線間静電容量を減少できる。

単位  mm

図 JA.2−中間周波用エプスタイン試験器の例 

JA.2.2 

空隙補償用の相互誘導器 

空隙補償用の相互誘導器は,試験器に適合するものを用い,その仕様は

表 JA.2 のようにするのがよい。


16

C 2550-3

:2011

表 JA.2−空隙補償用の相互誘導器仕様 

項目

仕様

寸法

直径 55 mm×長さ 25 mm

つば板寸法 120

mm×120 mm

管状巻枠

材質

非磁性の絶縁体

一次コイル

励磁に必要な巻数(約 40 ターン)

二次コイル

試験器に試験片がない場合の二次誘起電圧を打ち消すのに必要な巻数を一次
コイルの外側に巻く。

設置位置

正方形に組み立てられた試験器の中央に,その軸が試験器の面に直角になる

ように置く。

JA.2.3 

電流波高値検出用相互誘導器 

相互誘導器は,測定する磁界の強さ

H

の大きさによって,

1 A

形及び

10 A

形を用い,その仕様は,

JA.3

及び

図 JA.3 のようにするのがよい。

表 JA.3−電流波高値検出用相互誘導器仕様 

項目 1

A 形 10

A 形

管状巻枠  ①

外形 100 mm,内径 80 mm,長さ 120 mm

外形 100 mm,内径 80 mm,長さ 40 mm

つば板  ②

厚さ 8 mm,直径 210 mm

厚さ 8 mm,直径 210 mm

内側一次コイル

JIS C 3104

の 4 号平角銅線 2.4 mm×3.5 mm

を絶縁して用いる。30 ターン×4 層。

JIS C 3104

の 4 号平角銅線 3 mm×4 mm を絶

縁して用いる。8 ターン×2 層。

二次コイル  ④

絶縁銅線 0.4 mm,8 640 ターン。

絶縁銅線 0.4 mm,3 200 ターン。

外側一次コイル 

JIS C 3104

の 4 号平角銅線 2.4 mm×3.5 mm

を絶縁して用いる。30 ターン×4 層。

JIS C 3104

の 4 号平角銅線 3 mm×4 mm を絶

縁して用いる。8 ターン×2 層。

電気的特性

一次インダクタンス

約 5 mH

一次抵抗

約 0.24 Ω

二次インダクタンス

約 7.4 H

二次抵抗

約 660 Ω

相互インダクタンス

約 180 mH

一次・二次コイル間の

絶縁抵抗 100

MΩ 以上

一次インダクタンス

約 0.14 mH

一次抵抗

約 0.04 Ω

二次インダクタンス

約 1.7 H

二次抵抗

約 230 Ω

相互インダクタンス

約 13 mH

一次・二次コイル間の

絶縁抵抗 100

MΩ 以上

単位  mm

図 JA.3−電流波高値検出用相互誘導器 

参考文献

JIS C 3104

  平角銅線


17

C 2550-3

:2011

附属書 JB

(参考)

JIS

と対応国際規格との対比表

JIS C 2550-3:2011

  電磁鋼帯試験方法−第 3 部:中間周波磁気特性の測定方

IEC 60404-10:1988

  Magnetic materials. Part 10: Methods of measurement of magnetic

properties of magnetic sheet and strip at medium frequencies

(I)JIS の規定

(III)国際規格の規定

(IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条ごと
の評価及びその内容

箇条番号 
及び題名

内容

(II) 
国際

規格
番号

箇条
番号

内容

箇条ごと
の評価

技術的差異の内容

(V)JIS と国際規格との技術的差異の
理由及び今後の対策

2  引用規格

この規格で引用している規
格のリスト

規定なし

追加

JIS

ではこの規格で引用している規

格のリストを記載した。

対応 IEC 規格には引用規格が記載さ
れていない。

3  用語及び
定義

この規格で使用されている
用語の定義について規定。

追加

JIS

では IEC 60050-221 の用語の定

義を追加した。

IEC

規格での磁気分極 に対応する用

語として JIS では我が国で一般的であ
る磁束密度 を用いたが,実質的に等

しい。これ以外は IEC 60050-221 と整
合している。

4.2  試験片

各厚さに対する推奨枚数を

表 1 に示す。

 6

追加

JIS

では試験片枚数の推奨値を追加

した。

測定上好ましい試験片枚数を示した。

4.4  空 隙補

空隙磁束の補償について記

載。

 8

追加

JIS

では空隙補償の回路の接続方法

を補足する説明を追加した。

内容に変更はない。

5.3  励 磁電
源の調整

励磁電源の調整方法につい
て記載。

 14.2

追加

JIS

では実効値形と平均値形との差

に注意を促すため,注記として平均

値形電圧計を使用する場合の式を
記載した。

内容の変更はない。 
6.3.1,6.3.3 についても同様。

6.1  一 般事

励磁電流,磁界の強さ及び
皮相電力の測定に関する一
般事項

 17

追加

測定方法の項目に磁界の強さの実
効値を追加した。

内容の変更はない。

6.2  試験片

試験片は,4.2 に適合しなけ
ればならない。

追加

JIS

では測定に使用する試験片の規

定を明確にした。

内容の変更はない。

17

C

 255

0-

3


20
1

1


18

C 2550-3

:2011

(I)JIS の規定

(III)国際規格の規定

(IV)JIS と国際規格との技術的差異の箇条ごと
の評価及びその内容

箇条番号

及び題名

内容

(II) 
国際
規格

番号

箇条

番号

内容

箇条ごと

の評価

技術的差異の内容

(V)JIS と国際規格との技術的差異の
理由及び今後の対策

附属書 JA

(参考)

試験片の切断方法及び試験

機器仕様について記載。

規定なし

追加

JIS

では参考として試験片の切断方

法と試験機器の仕様について示し
た。

鋼板の特性を代表するような試験片

の採取方法を示し,縦目試験片及び横
目試験片を分かりやすく表示した。ま
た,推奨する試験機器仕様を示した。

JIS

と国際規格との対応の程度の全体評価:IEC 60404-10:1988,MOD

注記 1  箇条ごとの評価欄の用語の意味は,次による。 

−  追加 国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。

注記 2  JIS と国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次による。 

−  MOD  国際規格を修正している。 

18

C

 255

0-

3


20
1

1