[实用新型]一种磁路可调式电工钢片二维磁特性测量装置

说明书

技术领域：

本实用新型主要涉及一种电工钢片二维磁特性测量装置，特别是涉及一种磁路可调式的电工钢片二维磁特性的测量装置，属于磁性测量技术领域。

背景技术：

电工钢片的磁特性可分为静态磁特性和动态磁特性。动态磁特性又分为交流磁化、具有直流偏磁的交流磁化、交流与交流叠加磁化、脉冲磁化。本实用新型主要研究交流磁化。

电工钢片交流磁化特性的传统测量装置及方法有两种：爱波斯坦方圈法和环形样件测量法，它们己经有几十年的历史了。目前我国的铁磁材料测量标准主要采用的是爱波斯坦方圈法。在这两种测量方法中，忽略了磁通密度和磁场强度之间的相位关系，只在单方向上励磁并测量，粗略地认为磁场强度和磁感应强度同向。这种传统的测量装置及方法只能测量电工钢片一个方向的磁特性，单纯地考虑电工钢片的一维磁特性，这样描述电工钢片的磁特性是远远不够的。

众所周知，电工钢片广泛用作各类电机、变压器的铁心材料，在电机铁心和变压器铁心的T形结合部存在着局部旋转磁场，即铁心中确定点的磁通密度的大小和方向都在变化。在旋转磁化情况下这类各向异性材料中的磁通密度与磁场强度的方向是不同的，需要采用特殊的装置和方法进行电工钢片磁特性的测量，较好地反映旋转磁化情况下电工钢片的各向异性。本实用新型中将传统单方向励磁的测量方法称为一维磁特性测量，对应地，将这种能测量旋转磁化特性的测量方法称为二维磁特性测量。

我国电工钢片生产企业提供的磁化曲线和损耗曲线仍采用单方向励磁得出，还停留在一维磁特性测量阶段。近年来，二维磁特性测量技术的研究已经引起国内研究人员的关注，测量装置的研制刚刚起步，正处于实验室研究阶段。

实用新型内容：

1、实用新型目的：

本实用新型提供一种磁路可调式电工钢片二维磁特性测量装置，其目的是为了克服传统测量装置只能测量电工钢片一个方向的磁特性的缺陷，能够较好地反映旋转磁化情况下电工钢片的各向异性，全面的描述电工钢片的磁特性。

2、技术方案：

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种磁路可调式电工钢片二维磁特性测量装置，包括计算机单元、数据采集单元、低通滤波单元、功率放大单元、主磁路单元、信号检测单元、隔离放大单元。其特征在于，所述主磁路单元为双励磁磁路，包括一对x方向励磁线圈和一对y方向励磁线圈，由功率放大单元对其提供励磁电流；所述一对x方向励磁线圈上带有一对x方向长方体铁心，所述一对y方向励磁线圈上带有一对y方向长方体铁心；四块带有圆角的铁轭与所述x方向长方体铁心和y方向长方体铁心的侧面紧贴在一起，组成磁回路；被测电工钢片样片放置在所述主磁路的中心区域，与所述x方向长方体铁心和y方向长方体铁心之间存在一定间隙；所述电工钢片样片中心区域等距离地冲有四个小圆孔；所述信号检测单元包括两个磁通密度探测线圈和两个磁场强度探测线圈。

所述x方向长方体铁心可以左右移动，用以调整所述样片与x方向长方体铁心之间的气隙，提高主磁路磁场饱和后控制方案的收敛性。

所述y方向长方体铁心可以上下移动，用以调整所述样片与y方向长方体铁心之间的气隙，提高主磁路磁场饱和后控制方案的收敛性。

所述两个磁通密度探测线圈用单匝细铜线互相垂直地缠绕在电工钢片样片的小圆孔上。

所述两个磁场强度探测线圈用多匝细铜线互相垂直地缠绕在由非导磁绝缘材料制成的板型骨架上，紧贴电工钢片样片下表面放置。

所述铁轭由低损耗晶粒取向的电工钢片叠制而成。

一种磁路可调式电工钢片二维磁特性测量方法，其特征在于：按以下步骤进行：

（1）基于虚拟仪器LabVIEW的计算机程序输出两路正弦电压信号，经数据采集单元和两路功率放大单元分别由端口D和E向主磁路的x方向励磁线圈、y方向励磁线圈励磁供电，在电工钢片样片中产生周期变化磁场；

（2）磁通密度探测线圈采集到x方向和y方向感应电压波形，分别通过端口F和G传给隔离放大单元，经数据采集单元将感应电压波形反馈给计算机；

（3）计算机控制程序利用输入的感应电压波形计算出当前电工钢片样片中磁通密度波形，并将其与期望波形进行比较，输出校正后两路励磁电压信号；

（4）重复上述过程，直到电工钢片样片所处磁场为期望的旋转磁通轨迹，此时采集磁场强度探测线圈信号，得到对应磁场强度的波形，进而完成电工钢片二维磁特性测量。

3、优点及效果：

本实用新型的有益效果如下：