磁性材料旋轉磁化特性測量裝置的製作方法
2023-10-05 00:38:29 1
專利名稱：磁性材料旋轉磁化特性測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及磁性材料測量領域，尤其涉及一種磁性材料旋轉磁化特性測量裝置。
背景技術：
電機材料的選擇是電機設計的一個重要因素，如果材料選擇不當，很可能會對電機的性能產生很大的影響，而材料選擇的依據在於電磁材料在交變和旋轉磁化下表現出的導磁與鐵損耗特性。與交變磁化不同，旋轉磁化時，磁化場的幅值和方向隨著時間變化。這種旋轉磁化存在於旋轉電機的軛部以及T形連接的多相變壓器中，而且呈現出與交變磁化完全不一樣的外在特性。然而，現有的磁性材料測量方法和裝置通常僅是針對磁性材料在交變磁化條件下的性能，比如採用愛潑斯坦方圈法以及環形樣件法等，而對於旋轉磁化，並沒有一個標準的測量方法。在沒有充分認識其物理機理之前，有必要對磁性材料在旋轉磁化條件下的外在特性進行研究，以便於某些處於旋轉磁化場下電磁設備的優化設計與分析。因此，亟待提供一種改進的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置以克服上述缺陷。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種可以自動準確測量電磁材料的旋轉磁化特性的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其包括測試樣片、測量和控制模塊、以及用於產生旋轉磁場的旋轉磁化機構，所述測試樣片位於所述旋轉磁場中，所述測量和控制模塊包括設置在所述測試樣片上的測量元件、對所述測量元件測得的磁場強度和磁感應強度數據進行處理分析以獲取所述測試樣片的旋轉磁化特性的計算機處理單元。本發明的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置通過旋轉磁化機構形成旋轉磁場，然後通過測量元件測量旋轉磁場中的測試樣片的磁場強度和磁感應強度，計算機處理單元根據測得的磁場強度和磁感應強度數據計算得到旋轉磁化下的磁滯與鐵耗性能數據，進而可以指導電機等其它電工設備的優化設計。該磁性材料旋轉磁化特性測量裝置結構簡單、測量方便、易於實現。本發明較好的技術方案是所述旋轉磁場為圓形或橢圓形，所述測量元件設置在所述測試樣片的中心區域，以保證測量區磁場方向的一致性及磁密分布的均勻性。所述旋轉磁化裝置包括兩個相互垂直的激磁繞組、用於向所述激磁繞組供電以控制所述激磁繞組的磁密波形的供電模塊以及設於所述激磁繞組外圍的磁軛，所述測試樣片位於所述激磁繞組的中心且與所述激磁繞組垂直，通過控制所述激磁繞組的磁密波形為正弦從而形成兩個水平面上相互垂直的正弦激磁場，通過控制激磁場的相位和幅值就可以獲得圓形或橢圓形的旋轉磁場。所述磁軛與所述激磁繞組之間最好存在氣隙，以便於控制磁密波形，避免非線性的影響。
本發明優選的技術方案是所述供電模塊包括功率放大器，所述計算機處理單元根據測得的磁場強度和磁感應強度數據控制所述功率放大器提供給所述激磁繞組的電壓， 也就是說，通過反饋的數據進一步控制激磁繞組產生的磁密波形。本發明更優選的技術方案是所述測量元件為感應線圈，所述測試樣片的中心區域開設有用於安裝所述感應線圈的孔，採用感應線圈測量便於安裝。進一步地，所述感應線圈最好為均勻繞有圓環的線圈，採用該線圈測量磁場強度精度高。所述測量元件也可以為霍爾探頭。所述激磁繞組包括多根並列繞行的漆包線。通過以下的描述並結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本發明的實施例。
圖1為本發明磁性材料旋轉磁化特性測量裝置一個實施例的結構示意圖。圖2為圖1所示磁性材料旋轉磁化特性測量裝置的旋轉磁化機構的結構示意圖。圖3為圖2所示旋轉磁化機構中的測試樣片的放大結構示意圖。圖4為圖3所示測試樣片上設置測量元件後的結構示意圖。
具體實施例方式現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，本發明提供了一種可以自動準確測量電磁材料的旋轉磁化特性的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置。下面將結合附圖詳細闡述本發明實施例的技術方案。如圖1和圖2所示，本實施例的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置包括測試樣片1、測量和控制模塊2、以及用於產生旋轉磁場的旋轉磁化機構3，所述測試樣片1位於所述旋轉磁場中，所述測量和控制模塊2包括設於所述測試樣片中心區域的測量元件、對所述測量元件測得的磁場強度(Hx，Hy)和磁感應強度(Bx，By)數據進行處理分析以獲取所述測試樣片1的旋轉磁化特性的計算機處理單元21。 顯然，所述測量元件測得的磁場強度(Hx，Hy)和磁感應強度(Bx，By)經過A/D轉換卡22進行模數轉換後發送給計算機處理單元21進行處理分析，此為本領域技術人員熟知， 在此省略詳細描述。具體地，本實施例的所述旋轉磁化裝置包括兩個相互垂直的激磁繞組32(繞行方向與XZ平面平行的激磁繞組32a和繞行方向與YZ平面平行的激磁繞組32b)、用於向所述激磁繞組32供電以控制所述激磁繞組32的磁密波形的供電模塊31以及設於所述激磁繞組32外圍的磁軛33，所述測試樣片1位於所述激磁繞組32的中心且與所述激磁繞組32垂直，即位於XY平面。控制所述激磁繞組32的磁密波形即可以形成兩個水平面上相互垂直的正弦激磁場。具體地，通過控制激磁場的相位和幅值，比如控制所述激磁繞組32的磁密波形為正弦、X方向的激磁繞組32a和Y方向的激磁繞組32b對應的磁密相位差為90度， 就可以獲得圓形或橢圓形的旋轉磁場。所述磁軛33與所述激磁繞組32之間最好存在氣隙 34，以便於控制磁密波形，避免非線性的影響。作為本發明的優選實施例，如圖1所示，所述供電模塊31包括功率放大器，所述計算機處理單元22根據測得的磁場強度和磁感應強度數據控制所述功率放大器提供給所述激磁繞組32的電壓，也就是說，通過反饋的數據進一步控制激磁繞組32產生的磁密波形， 從而控制產生的旋轉磁場。顯然，所述計算機處理單元22的控制信號需要經D/A轉換卡23 轉換後發送給所述功率放大器，此為本領域技術人員熟知，在此省略詳細描述。所述測量元件為感應線圈M，所述測試樣片1的中心區域開設有用於安裝所述感應線圈M的孔la，採用感應線圈測量便於安裝。進一步地，所述感應線圈M上均勻繞有圓環也稱為H-coil)，採用該感應線圈測量磁場強度精度高。所述測量元件也可以為霍爾探頭。所述激磁繞組32包括多根並列繞行的漆包線。所述磁軛33由高導磁材料製成。下面說明本實施例的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置的工作過程。如圖1所示， 供電模塊31為所述旋轉磁化機構3供電，以產生圓形或橢圓形的旋轉磁場，計算機處理單元22通過測量元件獲得測試樣片1中心區域的磁感應強度和磁場密度數據，並根據獲得的數據計算得到旋轉磁化下的磁滯與鐵耗性能數據，進而可以指導電機等其它電工設備的優化設計，同時，計算機處理單元22還根據測的的數據控制供電模塊31的輸出，進而控制旋轉磁化機構3產生不同頻率、不同形狀的旋轉磁場，全面測量所述磁性材料的旋轉磁化性能。該測量裝置測量準確且運行穩定。
權利要求
1.一種磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，包括測試樣片、測量和控制模塊，其特徵在於，還包括用於產生旋轉磁場的旋轉磁化機構，所述測試樣片位於所述旋轉磁場中，所述測量和控制模塊包括設置在所述測試樣片上的測量元件、對所述測量元件測得的磁場強度和磁感應強度數據進行處理分析以獲取所述測試樣片的旋轉磁化特性的計算機處理單元。
2.根據權利要求1所述的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其特徵在於所述旋轉磁化機構包括兩個相互垂直的激磁繞組、用於向所述激磁繞組供電以控制所述激磁繞組的磁密波形的供電模塊、以及設於所述激磁繞組外圍的磁軛，所述測試樣片位於所述激磁繞組的中心且與所述激磁繞組垂直。
3.根據權利要求2所述的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其特徵在於所述供電模塊包括功率放大器，所述計算機處理單元根據測得的磁場強度和磁感應強度數據控制所述功率放大器提供給所述激磁繞組的電壓。
4.根據權利要求3所述的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其特徵在於所述旋轉磁場為圓形或橢圓形。
5.根據權利要求4所述的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其特徵在於所述磁軛與所述激磁繞組之間存在氣隙。
6.根據權利要求1-5任一項所述的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其特徵在於所述測量元件設置在所述測試樣片的中心區域。
7.根據權利要求6所述的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其特徵在於所述測量元件為感應線圈，所述測試樣片的中心區域開設有用於安裝所述感應線圈的孔。
8.根據權利要求7所述的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其特徵在於所述感應線圈為均勻繞有圓環的線圈。
9.根據權利要求6所述的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其特徵在於所述測量元件為霍爾探頭。
10.根據權利要求1-5任一項所述的磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其特徵在於所述激磁繞組包括多根並列繞行的漆包線。
全文摘要
本發明公開了一種磁性材料旋轉磁化特性測量裝置，其包括測試樣片、測量和控制模塊、以及用於產生旋轉磁場的旋轉磁化機構，所述測試樣片位於所述旋轉磁場中，所述測量和控制模塊包括設於所述測試樣片中心區域的測量元件、對所述測量元件測得的磁場強度和磁感應強度數據進行處理分析以獲取所述測試樣片的旋轉磁化特性的計算機處理單元。該磁性材料旋轉磁化特性測量裝置可以自動準確測量電磁材料的旋轉磁化特性，進而可以指導電機等其它電工設備的優化設計。
文檔編號H01F13/00GK102156268SQ20111005312
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月7日 優先權日2011年3月7日
發明者李富華, 林楠, 林黃達, 王東, 郭雲口, 陳俊全, 魏錕 申請人:中國人民解放軍海軍工程大學