RU186170U1

RU186170U1 - MEASURING CAMERA FOR RESEARCH OF MAGNETIC PROPERTIES AND DETERMINATION OF ENERGY LOSS

Info

Publication number: RU186170U1
Application number: RU2018125980U
Authority: RU
Inventors: Александр Степанович Андреенко; Владимир Николаевич Милов; Евгений Владимирович Милов; Юрий Владимирович Милов; Иван Александрович Сипин
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2019-01-11

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к экспериментальным установкам, используемым для прецизионных измерений петель гистерезиса в магнитомягких образцах и потерь энергии при частотном перемагничивании, в условиях синусоидальной зависимости магнитного потока от времени, что принципиально важно при разработке электрических машин с предельно высоким КПД. Измерительная камера для проведения прецизионных измерений магнитных свойств и потерь энергии образцов магнитомягких материалов представляет собой цилиндрический кожух с жестко закрепленной крышкой, в котором размещен тороидальный сердечник с намотанной первичной катушкой трансформатора, в отверстии которого с зазором относительно намотки катушки расположен медный стержень, на котором размещен тороидальный пояс Роговского и текстолитовая вставка, предназначенная для размещения образца магнитомягкого материала, снабженного намоткой, представляющего собой измерительную катушку трансформатора. Технический результат – повышение точности определения магнитных характеристик и энергетических потерь при частотном перемагничивании магнитных материалов, а также сокращение времени подготовки образцов к измерениям. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.The claimed utility model relates to experimental facilities used for precision measurements of hysteresis loops in magnetically soft samples and energy losses during magnetization reversal, under conditions of a sinusoidal dependence of the magnetic flux on time, which is fundamentally important when developing electric machines with extremely high efficiency. The measuring chamber for carrying out precision measurements of magnetic properties and energy losses of samples of soft magnetic materials is a cylindrical casing with a rigidly fixed cover, in which a toroidal core with a transformer primary coil wound is placed, in the hole of which a copper rod is located with a gap relative to the coil winding, on which a toroidal core is placed Rogowski belt and textolite insert designed to accommodate a sample of soft magnetic material equipped with current, which is a measuring coil of a transformer. The technical result is an increase in the accuracy of determining magnetic characteristics and energy losses during the frequency magnetization reversal of magnetic materials, as well as a reduction in the time of preparation of samples for measurements. 3 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Область техникиTechnical field

Заявляемая полезная модель относится к экспериментальным установкам, используемым для прецизионных измерений петель гистерезиса в магнитомягких образцах и потерь энергии при частотном перемагничивании, в условиях синусоидальной зависимости магнитного потока от времени, что принципиально важно при разработке электрических машин с предельно высоким КПД. Устройство может быть использовано в электронной промышленности, при разработке специальной техники для авиации и морского транспорта.The claimed utility model relates to experimental facilities used for precision measurements of hysteresis loops in magnetically soft samples and energy losses during magnetization reversal, under conditions of a sinusoidal dependence of the magnetic flux on time, which is fundamentally important when developing electric machines with extremely high efficiency. The device can be used in the electronics industry, in the development of special equipment for aviation and maritime transport.

Уровень техникиState of the art

Исследование потерь энергии в магнетиках при частотном перемагничивании является необходимым требованием при конструировании высокоэффективных электрических машин. Существует достаточно большое количество методик и измерительных установок, позволяющих исследовать магнитные параметры при частотном перемагничивании и определить потери энергии (например, K.E. Blazek, C. Raviello "New magnetic parameters of characterize cold-rolled motor lamination steels and predict motor performence", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 4, 1833-1838, July 2004 (K.E. Блажек, С. Равиелло "Новые магнитные параметры, характеризующие холоднокатанные стали для использования в моторах и прогноз характеристик двигателя"). Однако большинство из них рассчитаны на большую массу исследуемого образца, имеют сравнительно низкую точность получаемых результатов, не позволяющих оценить ряд факторов, влияющих на магнитные свойства материалов.The study of energy losses in magnets during frequency magnetization reversal is a necessary requirement in the design of highly efficient electrical machines. There are a fairly large number of techniques and measuring facilities that allow studying magnetic parameters during frequency magnetization reversal and determining energy losses (for example, KE Blazek, C. Raviello "New magnetic parameters of characterize cold-rolled motor lamination steels and predict motor performence", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 4, 1833-1838, July 2004 (KE Blazhek, S. Raviello “New magnetic parameters characterizing cold rolled steels for use in motors and prediction of engine performance”). However, most of them are designed for a large mass of the sample under study. compare the relatively low accuracy of the obtained results, which do not allow one to evaluate a number of factors affecting the magnetic properties of materials.

Из уровня техники (публикация US5619142A) известно устройство, использующее для реализации назначения принцип намагничивания тороидального трансформаторного элемента. Описано устройство и способ тестирования тороидальных магнитных сердечников для выявления магнитных аномалий, которые препятствуют равномерному функционированию сердечников. Сердечник расположен на приводном устройстве, обеспечивающем вращение сердечника до 360 градусов. Сердечник взаимодействует со входной обмоткой, которая принимает тестовый сигнал и выходной обмоткой, соединенной с устройством отображения, которое показывает наличие или отсутствие таких магнитных аномалий.The prior art (publication US5619142A) known device using the principle of magnetization of the toroidal transformer element to realize the purpose. A device and method for testing toroidal magnetic cores to identify magnetic anomalies that interfere with the uniform functioning of the cores is described. The core is located on a drive device that provides rotation of the core up to 360 degrees. The core interacts with an input winding that receives a test signal and an output winding connected to a display device that indicates the presence or absence of such magnetic anomalies.

Недостатком данного устройства является тот факт, что с использованием данного устройства возможно измерить магнитные свойства, а точнее отклонения реальных магнитных свойств от стандартных значений только в отношении узкого диапазона вращения сердечника, т.е. частоты перемагничивания.The disadvantage of this device is the fact that using this device it is possible to measure magnetic properties, or rather deviations of real magnetic properties from standard values only with respect to a narrow range of core rotation, i.e. magnetization reversal frequencies.

Известно также устройство, раскрытое в публикации US5446383 (А), реализующее метод определения магнитных свойств тороидальных образцов. Устройство представляет собой трансформаторный узел, содержащий тороидальный трансформаторный элемент, включающий в себя кольцо и вторичную обмотку, намотанную вокруг кольца. Кольцо выполнено с основным сквозным отверстием для формирования первичной обмотки. В результате проводят сравнение реальной энергии, индуцированной во вторичной обмотке, с ожидаемым значением, что позволяет оценить действительные потери энергии при перемагничивании сердечника.It is also known a device disclosed in publication US5446383 (A) that implements a method for determining the magnetic properties of toroidal samples. The device is a transformer assembly containing a toroidal transformer element including a ring and a secondary winding wound around the ring. The ring is made with the main through hole for the formation of the primary winding. As a result, a comparison is made of the real energy induced in the secondary winding with the expected value, which allows us to estimate the actual energy loss during magnetization reversal of the core.

Недостатком данного устройства является невозможность его использования для определения свойств сердечников из электротехнических сталей в трансформаторах при других частотах перемагничивания, а также необходимость намотки двух обмоток, первичной и вторичной для проведения измерений.The disadvantage of this device is the impossibility of using it to determine the properties of cores made of electrical steel in transformers at other magnetization reversal frequencies, as well as the need for winding two windings, primary and secondary for measurements.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство, раскрытое в патенте RU 2580173, которое используется для измерения магнитных характеристик образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы. Устройство содержит дифференциальный преобразователь магнитной индукции, представляющий из себя Ж-образный сердечник, два сенсора напряженности магнитного поля, блок питания, блок микроконтроллера, усилитель переменного напряжения. На центральные полюса сердечника нанесены две одинаковые по величине намагничивающие катушки, соединенные последовательно и встречно к выходу усилителя. Сенсоры расположены на одной оси, совпадающей с центром по толщине сердечника, на одинаковом расстоянии до ближайшего к испытываемому образцу края сердечника. В результате обеспечивается возможность измерения петли гистерезиса и кривой намагничивания образцов из листовой электротехнической стали.The closest in technical essence to the claimed utility model is the device disclosed in patent RU 2580173, which is used to measure the magnetic characteristics of samples of sheet steel of arbitrary shape. The device contains a differential magnetic induction converter, which is a L-shaped core, two sensors of magnetic field strength, a power supply, a microcontroller unit, an alternating voltage amplifier. On the central poles of the core are applied two magnetizing coils of the same size, connected in series and opposite to the output of the amplifier. The sensors are located on the same axis that coincides with the center of the core thickness, at the same distance from the core edge closest to the test sample. As a result, it is possible to measure the hysteresis loop and the magnetization curve of samples from sheet electrical steel.

Недостатком данного устройства является наличие размагничивающего фактора для измеряемых образцов, что не позволяет измерить незначительные, но очень важные при разработке ряда устройств, изменения магнитомягких характеристик образцов в результате механической и термообработки.The disadvantage of this device is the presence of a demagnetizing factor for the measured samples, which does not allow measuring insignificant, but very important when developing a number of devices, changes in the soft magnetic characteristics of the samples as a result of mechanical and heat treatment.

Раскрытие сущности полезной моделиUtility Model Disclosure

Технической проблемой, решаемой посредством заявляемой полезной модели, является необходимость разработки устройства, позволяющего обеспечить высокую точность измерения потерь энергии при частотном перемагничивании малых по объему образцов, с возможностью оперативной смены исследуемых образцов в течение короткого времени.The technical problem solved by the claimed utility model is the need to develop a device that allows for high accuracy of energy loss measurement during the frequency magnetization reversal of small volume samples, with the possibility of rapid change of the studied samples in a short time.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемой полезной модели, является повышение точности определения магнитных характеристик и энергетических потерь при частотном перемагничивании магнитных материалов, а также сокращение времени подготовки образцов к измерениям.The technical result achieved by using the claimed utility model is to increase the accuracy of determining magnetic characteristics and energy losses during the frequency magnetization reversal of magnetic materials, as well as to reduce the time for preparing samples for measurements.

Поставленная задача решается тем, что измерительная камера для проведения прецизионных измерений магнитных свойств и потерь энергии образцов магнитомягких материалов, согласно техническому решению, представляет собой цилиндрический кожух с жестко закрепленной крышкой, в котором размещен тороидальный сердечник с намотанной первичной катушкой трансформатора, в отверстии которого с зазором относительно намотки катушки расположен медный стержень, на котором размещен тороидальный пояс Роговского и текстолитовая вставка, предназначенная для размещения образца магнитомягкого материала, снабженного намоткой, представляющего собой измерительную катушку трансформатора. Цилиндрический кожух и крышка выполнены медными для обеспечения уменьшения электросопротивления камеры. Измерительная камера выполнена с возможностью измерений с частотой до 10 кГц и в магнитных полях до 1,6 Т в высокосимметричном однородном магнитном поле. Диаметры медного стержня и цилиндрического кожуха выбраны с возможностью обеспечения индуцирования высокосимметричного однородного магнитного поля со степенью однородности 0,01%, в котором находится весь исследуемый образец.The problem is solved in that the measuring chamber for carrying out precision measurements of magnetic properties and energy losses of samples of soft magnetic materials, according to the technical solution, is a cylindrical casing with a rigidly fixed cover, in which a toroidal core with a transformer primary coil wound, with a gap in the hole, is placed relative to the winding of the coil there is a copper rod on which the Rogowski toroidal belt and a textolite insert are placed, is intended Separated for placing a sample magnetic material provided with a winding, which is a measuring transformer coil. The cylindrical casing and cover are made of copper to ensure a decrease in the electrical resistance of the chamber. The measuring chamber is configured to measure up to 10 kHz and in magnetic fields up to 1.6 T in a highly symmetric uniform magnetic field. The diameters of the copper rod and the cylindrical casing are selected with the possibility of inducing a highly symmetric uniform magnetic field with a degree of homogeneity of 0.01%, in which the entire sample is located.

Технический результат заявляемой полезной модели достигается за счет использования конструкции измерительной камеры, позволяющей исключить намотку первичной обмотки на исследуемый образец и обеспечивающей замыкание магнитного потока в измерительной системе.The technical result of the claimed utility model is achieved through the use of the design of the measuring chamber, which eliminates the winding of the primary winding on the test sample and provides a magnetic flux closure in the measuring system.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Полезная модель поясняется следующими изображениями, гдеThe utility model is illustrated by the following images, where

На фиг. 1 приведен чертеж заявляемой измерительной камеры,In FIG. 1 is a drawing of the inventive measuring chamber,

На фиг. 2 приведено фото измерительной камеры, изготовленной в качестве опытного образца в соответствии с заявляемой полезной моделью.In FIG. 2 shows a photo of a measuring chamber made as a prototype in accordance with the claimed utility model.

На фиг. 3 приведен график части петли гистерезиса электротехнической стали. На вставке к графику приведены кривые зависимости магнитной индукции при частоте перемагничивания 20 Гц и 1500 Гц в области малых магнитных полей.In FIG. Figure 3 shows a graph of a part of the hysteresis loop of electrical steel. The inset to the graph shows the curves of the dependence of magnetic induction at a magnetization reversal frequency of 20 Hz and 1500 Hz in the region of low magnetic fields.

На фиг. 4 приведен график потерь удельной мощности при различных частотах перемагничивания в полях от 0,5 до 1,7 Тл в электротехнической стали. Образцы представляли собой тороиды с намотанной на них вторичной обмоткой с массой несколько грамм.In FIG. Figure 4 shows a graph of the specific power losses at various magnetization reversal frequencies in fields from 0.5 to 1.7 T in electrical steel. The samples were toroids with a secondary winding wound on them with a mass of several grams.

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:

1. первичная тороидальная катушка трансформатора,1. transformer primary toroidal coil,

2. сердечник из шихтованной электротехнической стали2. The core of the charge of electrical steel

3. центральный медный стержень,3. central copper rod,

4. исследуемый образец,4. test sample

5. центрирующая текстолитовая вставка,5. centering textolite insert,

6. пояс Роговского,6. Rogowski belt,

7. съемная крышка,7. removable cover,

8. медный кожух,8. copper casing,

9. отверстия под крепежные болты9. holes for mounting bolts

Заявляемое измерительное устройство использует для частотного перемагничивания исследуемого образца тороидальный трансформатор. Первичную тороидальную катушку трансформатора (1), содержащую 300 витков, наматывают на сердечник (2), выполненный из электротехнической стали. Количество витков обусловлено необходимостью того, чтобы после трансформации медный стержень индуцировал магнитное поле, достаточное для насыщения образцов. Сформированную таким образом катушку помещают в медный цилиндрический кожух (8) для замыкания магнитного потока. По оси цилиндра вертикально ориентированно расположен медный стержень (3), обладающий минимальным электросопротивлением (суммарное электросопротивление вторичной цепи не превышает 20 мкОм). На стержень надевают пояс Роговского (6), на котором размещают кольцевую текстолитовую вставку (5), предназначенную для центрирования и изоляции исследуемого образца от пояса Роговского.The inventive measuring device uses for the frequency magnetization reversal of the test sample a toroidal transformer. The primary toroidal coil of the transformer (1), containing 300 turns, is wound on a core (2) made of electrical steel. The number of turns is due to the need that, after transformation, the copper rod induces a magnetic field sufficient to saturate the samples. The coil formed in this way is placed in a copper cylindrical casing (8) to close the magnetic flux. A copper rod (3) is vertically oriented along the cylinder axis and has a minimum electrical resistance (the total electrical resistance of the secondary circuit does not exceed 20 μOhm). A Rogowski belt (6) is put on the rod, on which an annular textolite insert (5) is placed, designed to center and isolate the test sample from the Rogowski belt.

На образец проводом ПЭЛШО (ПЭЛ - провод эмалированный с изоляцией на масляной основе, ШО - один слой обмотки из натурального шелка) (диаметром 0,15 мм) наматывают измерительную катушка. Образец с намоткой (4) образует вторичную катушку трансформатора. Намотка на образец включает 40 витков. Такая вторичная обмотка может быть намотана на образец, выполненный из даже тонкого листа электротехнической стали, при этом не деформируя сам образец. С помощью данной методики можно проводить измерения на образце из электротехнической стали толщиной 0,18 мм.A measuring coil is wound on a sample with a PELSHO wire (PEL - an enameled wire with oil-based insulation, SHO - one layer of a winding made of natural silk) (0.15 mm in diameter). The wound sample (4) forms the secondary coil of the transformer. Winding a sample includes 40 turns. Such a secondary winding can be wound on a sample made of even a thin sheet of electrical steel, without deforming the sample itself. Using this technique, it is possible to measure on a sample of electrical steel with a thickness of 0.18 mm.

Образец с намоткой надевают на центральный медный стержень и опускают до текстолитовой вставки. Камеру закрывают крышкой, которую затягивают болтами для обеспечения хорошего электрического контакта при прохождении тока. Через силовые выводы на первичную катушку подают переменный электрический ток, который трансформируется на медный стержень с коэффициентом трансформации 300-400. Ток, проходящий через стержень измеряется поясом Роговского и создает вокруг себя магнитное поле, которое проходит через исследуемый образец. ЭДС индукции, возникающая за счет изменения магнитного потока в образце генерируется в измерительной катушке и после усиления регистрируется и обрабатывается вычислительным комплексом.A wound sample is put on a central copper rod and lowered to a textolite insert. The chamber is closed with a lid, which is tightened with bolts to ensure good electrical contact during the passage of current. Through power leads, an alternating electric current is supplied to the primary coil, which is transformed to a copper rod with a transformation coefficient of 300-400. The current passing through the rod is measured by the Rogowski belt and creates a magnetic field around itself, which passes through the sample under study. The induction EMF arising due to a change in the magnetic flux in the sample is generated in the measuring coil and, after amplification, is recorded and processed by the computer complex.

Стержень вместе с тороидальным образцом образует вторичный виток трансформатора. Для создания сильного магнитного поля на первичную катушку подается напряжение 50 В, в результате чего, благодаря большому коэффициенту трансформации (от 300) и малому электрическому сопротивлению 20 мкОм замкнутого контура, во вторичной цепи индуцируется электрический ток в несколько килоампер. Такая величина тока достигается за счет массивного кожуха из толстостенной медной трубы, большого сечения центрального стержня диаметром не менее 30 мм (чем больше диаметр стержня, тем больший ток он может выдержать) и тщательной подгонки всех разъемных соединений до плотного прилегания плоскостями друг к другу для обеспечения хорошего электрического контакта.The rod together with the toroidal sample forms a secondary coil of the transformer. To create a strong magnetic field, a voltage of 50 V is applied to the primary coil, as a result of which, due to the large transformation coefficient (from 300) and low electrical resistance of 20 μOhm of the closed loop, an electric current of several kiloamperes is induced in the secondary circuit. This current value is achieved due to the massive casing of a thick-walled copper pipe, a large cross-section of the central rod with a diameter of at least 30 mm (the larger the diameter of the rod, the greater the current it can withstand) and careful fitting of all detachable joints to fit snugly against each other with planes to ensure good electrical contact.

Ток, протекающий через полевую обмотку, измеряется с помощью пояса Роговского (6). Для получения зависимости намагниченности образца от приложенного поля сигнал интегрируется с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Кроме того, для проведения измерений в широком диапазоне частот от 5 Гц до 18 кГц при значениях индукции от 1 до 20 кГс динамический диапазон амплитуды сигнала ЭДС измерительной катушки достаточно высок (от ~100 мкВ до единиц вольт).The current flowing through the field winding is measured using the Rogowski belt (6). To obtain the dependence of the magnetization of the sample on the applied field, the signal is integrated using an analog-to-digital converter (ADC). In addition, for measurements in a wide frequency range from 5 Hz to 18 kHz with induction values from 1 to 20 kG, the dynamic range of the amplitude of the EMF signal of the measuring coil is quite high (from ~ 100 μV to units of volts).

Внутри рабочего объема, т.е. объема камеры, где располагается образец, индуцируется переменное магнитное поле с высокой степенью однородности с осевой симметрией. Рассчитанное из общих уравнений электродинамики соотношение между диаметром центрального стержня и областью расположения тороидального образца показало, что неоднородность поля по радиусу не превышает 0,01%. В камере обеспечивается синусоидальная зависимость потока магнитной индукции в магнитной цепи в процессе перемагничивания исследуемого образца, что исключает появление дополнительных гармоник, получаемых со вторичной катушки сигнала.Inside the working volume, i.e. the volume of the chamber where the sample is located, an alternating magnetic field with a high degree of uniformity with axial symmetry is induced. The ratio between the diameter of the central rod and the region of the location of the toroidal sample, calculated from the general equations of electrodynamics, showed that the field inhomogeneity along the radius does not exceed 0.01%. The chamber provides a sinusoidal dependence of the flux of magnetic induction in the magnetic circuit during the magnetization reversal of the test sample, which eliminates the appearance of additional harmonics obtained from the secondary signal coil.

На фиг. 3, в качестве примера, приведен график части петли гистерезиса электротехнической стали. На вставке к графику (увеличенное изображение части графика справа) приведены кривые зависимости магнитной индукции при частоте перемагничивания 20 Гц и 1500 Гц в области малых магнитных полей. Такие измерения позволяют оценить изменение магнитных свойств магнетиков вследствие различных частот при перемагничивании. Из графика видно, что с увеличением частоты перемагничивания увеличивается коэрцитивная сила исследуемого образца.In FIG. 3, as an example, a graph of part of the hysteresis loop of electrical steel is shown. The inset to the graph (an enlarged image of the part of the graph on the right) shows the curves of the magnetic induction at a magnetization reversal frequency of 20 Hz and 1500 Hz in the region of low magnetic fields. Such measurements make it possible to evaluate the change in the magnetic properties of magnets due to different frequencies during magnetization reversal. The graph shows that with an increase in the magnetization reversal frequency, the coercive force of the test sample increases.

В результате измерений строились зависимости магнитной индукции от напряженности приложенного магнитного поля, по которым определялись индукции насыщения и величина коэрцитивной силы. По площади петли гистерезиса на низких частотах (W) определялись потери на перемагничивание материала. Полные потери на перемагничивание, включающие в себя омический нагрев образца вихревыми токами, определялись по формуле:As a result of the measurements, the dependences of magnetic induction on the intensity of the applied magnetic field were constructed, which were used to determine the saturation induction and the value of the coercive force. By the area of the hysteresis loop at low frequencies (W), the magnetization reversal losses of the material were determined. Total magnetization reversal losses, including ohmic heating of the sample by eddy currents, were determined by the formula:

где I(t) - ток в цепи катушки возбуждения, U_i(t) - напряжение на выводах измерительной катушки, n, m - числа витков в катушке возбуждения и измерительной катушке, интеграл вычисляется на периоде Т колебаний магнитного поля.where I (t) is the current in the excitation coil circuit, U _i (t) is the voltage at the terminals of the measuring coil, n, m are the number of turns in the excitation coil and measuring coil, the integral is calculated on the period T of the magnetic field oscillations.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Заявляемое устройство реализовано в качестве опытного образца для проведения измерений магнитных свойств и определению потерь энергии при частотном перемагничивании магнитомягких материалов.The inventive device is implemented as a prototype for measuring magnetic properties and determining energy losses during the frequency magnetization reversal of soft magnetic materials.

Основная часть измерительный камеры выполнена из медного листа толщиной 2 мм, согнутого в цилиндр диаметром 151 мм и высотой 100 мм. Снизу к медному цилиндру припаян медный диск диаметром 148 мм и толщиной 8 мм, имеющий центральное отверстие диаметром 18 мм для размещения медного стержня. К верхней части медного цилиндра для крепления крышки припаяно медное кольцо с внутренним и внешним диаметрами 151 и 191 мм соответственно. На расстоянии 161 мм от центра в крышке выполнены 6 отверстий под крепежные шпильки. Внутри цилиндра размещена тороидальная катушка. Измерительная камера закрывается верхней медной крышкой в виде диска диаметром 191 мм и толщиной 2 мм. В крышке выполнены аналогичные отверстия, что и в медном кольце и центральное отверстие диметром 18 мм для размещения медного стержня. Стержень выполнен из медного цилиндра диаметром 30 мм. Сверху и снизу стержень имеет резьбу M18 под крепежные гайки. Стержень вставляется в нижний медный диск, затем на стержень надевается пояс Роговского, текстолитовая вставка, сверху на которой располагают исследуемый образец. Пояс Роговского представляет собой текстолитовое кольцо, на которое намотана обмотка 119 витков, позволяющая точно определять ток после трансформации. Выводы с пояса Роговского проходят через нижнюю часть цилиндра. Сверху надевается крышка, после чего стержень закрепляют двумя латунными гайками. В каждое из 6 отверстий вставляется медная шпилька, проходящая через верхнюю крышку и кольцо. Каждая шпилька имеет резьбу М10. Сверху и снизу на шпильку накручиваются латунные гайки. Вместе все крепежный элементы обеспечивают плотный контакт между всеми элементами измерительной камеры.The main part of the measuring chamber is made of copper sheet 2 mm thick, bent into a cylinder with a diameter of 151 mm and a height of 100 mm. Bottom to the copper cylinder is soldered copper disk with a diameter of 148 mm and a thickness of 8 mm, having a Central hole with a diameter of 18 mm to accommodate a copper rod. A copper ring with inner and outer diameters of 151 and 191 mm, respectively, is soldered to the upper part of the copper cylinder for fixing the lid. At a distance of 161 mm from the center, 6 holes for mounting studs are made in the cover. A toroidal coil is placed inside the cylinder. The measuring chamber is closed with a top copper lid in the form of a disk with a diameter of 191 mm and a thickness of 2 mm. The lid has the same holes as in the copper ring and the central hole with a diameter of 18 mm to accommodate the copper rod. The rod is made of a copper cylinder with a diameter of 30 mm. The top and bottom of the rod has an M18 thread for mounting nuts. The rod is inserted into the lower copper disk, then the Rogowski belt, a textolite insert, is placed on the rod, on top of which the test sample is placed. The Rogowski belt is a textolite ring, on which a winding of 119 turns is wound, which allows you to accurately determine the current after transformation. The findings from the Rogowski belt pass through the bottom of the cylinder. A cap is put on top, after which the rod is fixed with two brass nuts. A copper pin is inserted into each of the 6 holes through the top cover and ring. Each stud has an M10 thread. Brass nuts are screwed on top and bottom of the stud. Together, all fasteners provide tight contact between all elements of the measuring chamber.

Claims

1. A measuring chamber for conducting precision measurements of magnetic properties and energy losses of samples of soft magnetic materials, characterized in that it is a cylindrical casing with a rigidly fixed cover, in which a toroidal core with a transformer primary coil wound is placed, in the opening of which there is a gap relative to the coil winding a copper rod is located on which the Rogowski toroidal belt and a textolite insert are designed to accommodate a soft magnetic sample material equipped with a winding, representing a measuring coil of a transformer.

2. The measuring chamber according to claim 1, characterized in that the cylindrical casing and the cover are made of copper to ensure a decrease in the electrical resistance of the chamber.

3. The measuring chamber according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of measurements with a frequency of up to 10 kHz and in magnetic fields up to 1.6 T in a highly symmetric uniform magnetic field.

4. The measuring chamber according to claim 1, characterized in that the diameters of the copper rod and the cylindrical casing are selected with the possibility of providing a highly symmetric uniform magnetic field with a degree of uniformity of 0.01%, in which the entire test sample is located.