CN108267700A - 一种永磁体抗退磁能力的检测系统及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种永磁体抗退磁能力的检测系统及其检测方法，所述检测系统包括实验样品定位装置、实验样品、带有变频器的变频电机、交变磁场控制装置、交变磁场源、磁通计和探测线圈；其中：实验样品通过实验样品定位装置定位在交变磁场中，交变磁场由交变磁场控制装置上的相对的交变磁场源产生，带有变频器的变频电机带动交变磁场控制装置按设计的转速转动切割磁力线，磁通计和探测线圈检测实验样品的磁通距变化。本发明采用了精准的测量仪器,能够准确的测量出产品在实际使用状态下永磁体磁性的衰减与变化规律，有利于NdFeB永磁体在生产过程中产品质量的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁体的检测方法，具体地说，涉及一种永磁体抗退磁能力的检测系统及其检测方法。
背景技术
在节能环保倡导绿色能源的背景下，钕铁硼作为绿色能源被各领域广泛使用。钕铁硼永磁体受外界磁场和温度的影响，磁体的物理特性指标会衰减。对于钕铁硼永磁体的磁路设计与实际使用的衰减情况没有更多的实验数据作为基础，因此需要研究磁体在实际使用状态下的衰减与变化规律。
研制一种模拟材料使用状态的实验装置，能够真实测量出磁体在实际使用过程中的衰减与变化规律，有利于钕铁硼的开发与生产，有利于使用者的磁路设计。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种永磁体抗退磁能力的检测系统及其检测方法，以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种永磁体抗退磁能力的检测系统及其检测方法，所述检测系统包括实验样品定位装置、带有变频器的变频电机、两个交变磁场控制装置、交变磁场源、磁通计和探测线圈。两个交变磁场控制装置平行地竖直排列并通过一水平地穿设于两个交变磁场控制装置的转轴与两个带有变频器的变频电机连接，在两个交变磁场控制装置上分别均匀地环设有若干左安装槽和若干右安装槽，所述左安装槽和所述右安装槽内相对地插设有N对交变磁场源,两个交变磁场源是相对同向的，即NS→NS，N套相对的交变磁场源之间形成交变磁场；在交变磁场控制装置的一侧设有实验样品定位装置，实验样品定位装置通过六向可调卡座与磁化前的实验样品连接并通过六向可调卡座调节磁化前的实验样品在所述交变磁场中的上下、前后、左右方位；带有温度传感器的温控器设置在实验样品定位装置的附近，用于实时测量磁化前的实验样品的温度变化；在交变磁场控制装置的另一侧设置有用于容纳磁化后的实验样品的探测线圈，探测线圈与磁通计连接，以准确地测量磁化后的实验样品的磁通量和磁矩值的变化。
作为对本发明所述的永磁体抗退磁能力的检测系统的进一步说明，优选地，在实验样品定位装置的附近设置带有温度传感器的温控器，用于实时测量磁化前的实验样品的温度变化。
作为对本发明所述的永磁体抗退磁能力的检测系统的进一步说明，优选地，N为正整数。
作为对本发明所述的永磁体抗退磁能力的检测系统的进一步说明，优选地，N大于等于2且为偶数。
作为对本发明所述的永磁体抗退磁能力的检测系统的进一步说明，优选地，所述左安装槽和所述右安装槽的尺寸大小与交变磁场源的尺寸大小相匹配，以保证交变磁场控制装置在高速旋转时交变磁场源不会掉落。
作为对本发明所述的永磁体抗退磁能力的检测系统的进一步说明，优选地，实验样品定位装置包括调节部分和样品固定部分，所述调节部分由铜或铝材质制成，所述样品固定部分是非金属材料。
作为对本发明所述的永磁体抗退磁能力的检测系统的进一步说明，优选地，实验样品为永磁体。
作为对本发明所述的永磁体抗退磁能力的检测系统的进一步说明，优选地，实验样品是NdFeB永磁体。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种采用所述检测系统的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：采用磁通计和探测线圈，对磁化前的实验样品的表面磁场、磁矩值进行检测并记录；步骤2：将实验样品固定在实验样品定位装置中，一所述六向可调卡座调整实验样品以定位到所述交变磁场中；启动带有变频器的变频电动机，同时调节所述变频器以精确地调节变频电动机的转速，使得交变磁场控制装置带动交变磁场源以相同转速旋转并切割实验样品的磁力线，对实验样品进行退磁，并记录转速值；步骤3：将经过所述交变磁场磁化后的实验样品把样品从定位装置上取下，放入到探测线圈内，再通过磁通计对磁化后的实验样品的磁矩变化进行检测并记录；以及步骤4：重复步骤2和步骤3，通过调整交变磁场源的相对位置和转速，对不同交变磁场值和不同转速值的情况下实验样品进行退磁试验，并记录磁矩变化值。
作为对采用所述检测系统的检测方法的进一步说明，优选地，实验样品的截面积小于交变磁场源的截面积。
作为对采用所述检测系统的检测方法的进一步说明，优选地，实验样品定位到交变磁场源的中间部位，实验样品是固定的，交变磁场源会按设定的要求旋转。
本发明采用了精准的测量仪器,能够准确的测量出产品在实际使用状态下永磁体磁性的衰减与变化规律，有利于NdFeB永磁体在生产过程中产品质量的提高；为大力扶植绿色环保企业和节能减排技术，使绿色能源所使用的高端永磁体提供数据保障。此实验装置拥有稳定性好、抗干扰能力高、使用安装方便、现场维护简单等优点。
本发明能够精准的检验永磁体的抗退磁能力，为永磁体的使用、工业设计生产提供数据保障，可以大大减少不良资产的出现，并淘汰落后工艺和设备，成为先进的节能技术和设备，可以避免生产过程中能源不必要的浪费，既可以节约能源又可以提高工作效率。同时具有灵敏度高、测量范围宽、稳定性好、使用便捷等一系列的优点。
附图说明
图1为本发明的检测系统的结构示意图；
图2为本发明的检测系统的交变磁场的结构示意图。
具体实施方式
为了使审查员能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
如图1和图2所示，图1为本发明的检测系统的结构示意图，图2为本发明的检测系统的交变磁场的结构示意图；所述检测系统包括带有温度传感器的温控器1、实验样品定位装置2、带有变频器的变频电机4、两个交变磁场控制装置5,5’、交变磁场源6、磁通计7和探测线圈8；两个交变磁场控制装置5,5’平行地竖直排列并通过一水平地穿设于两个交变磁场控制装置5,5’的转轴与带有变频器的变频电机4连接，通过调节所述变频器的频率，从而精确地调节变频电机的频率与转速，变频电机带动交变磁场控制装置按设计的转速转动，在两个交变磁场控制装置5,5’上分别均匀地环设有若干左安装槽和若干右安装槽，所述左安装槽和所述右安装槽内相对地插设有N对交变磁场源6,6’，优选地，所述左安装槽和所述右安装槽的尺寸大小与交变磁场源6，6’的尺寸大小相匹配，以保证交变磁场控制装置5，5’在高速旋转时交变磁场源6，6’不会掉落，其中N为正整数，N大于等于2且为偶数，两个交变磁场源6,6’是相对同向的，即NS→NS，N对相对的交变磁场源之间形成交变磁场，交变磁场控制装置通过调整相对的两个交变磁场源之间的水平距离，对所述交变磁场的强弱进行控制，交变磁场源之间的气隙越大磁场越小，气隙越小磁场越大。
在交变磁场控制装置5,5’的一侧设有实验样品定位装置2，用于将实验样品准确地固定在交变磁场中，实验样品定位装置2通过六向可调卡座与磁化前的实验样品3连接并通过六向可调卡座调节磁化前的实验样品3在所述交变磁场中的上下、前后、左右方位，保证实验样品3在实验设计要求的位置，产生准确实验数值，优选地，试验样品3是一种永磁体，由于试验样品3带有磁性，试验的制具本身的性质会对实验产生很大的影响，优选地，实验样品定位装置2使用了一种非金属非导磁材质，实验样品定位装置2包括调节部分和样品固定部分，所述调节部分由铜或铝材质制成，所述样品固定部分是非金属材料，以减少涡流与磁干扰的影响。
带有温度传感器的温控器1设置在实验样品定位装置2的附近，用于测量、记录并报警温度，通过高精度的所述温度传感器与磁化前的试验样品紧密接触实时测量、采集运转过程中磁化前的试验样品的温度变化。
在交变磁场控制装置5,5’的另一侧设置有用于容纳磁化后的实验样品3的探测线圈8，探测线圈8与磁通计7电连接，以准确地测量磁化后的实验样品3的磁通量和磁矩值的变化。
试验中的试验样品3采用NdFeB永磁体，磁场是矢量，交变磁场可实现前半周期与后半周期相消，利用变化对NdFeB永磁体进行交变退磁，根据不同的实验环境及要求改变交变磁场之间的气隙，控制交变磁场的强弱，从而实现交变磁场强弱的稳定控制，产生定量交变磁场源，适应对各个不同牌号的NdFeB永磁体进行模拟实验。NdFeB永磁体在被做交变退磁过程中它的温度会随之变化，采用高精度温度传感器与NdFeB永磁体样品紧密接触，实时采集运转过程中的温度变化，并实时记录NdFeB永磁体样品的各项实验变化数据。
按照表1的磁场和转速测量不同牌号NdFeB永磁体样品在不同退磁场条件下的磁矩变化，得到本发明的NdFeB永磁体样品在不同退磁场条件下的磁矩变化数据表(表1)，数据表中对三种牌号N45M档、N40H档、N48SH档的NdFeB永磁体样品分别进行15次实验。具体检测方法的步骤如下。
步骤1：利用磁通计和Helmholtz测试线圈，对充磁后未进行退磁测量的NdFeB永磁体样品的磁矩进行检测并记录。其次，在交变磁场控制装置上安装4套相对的交变磁场源，交变磁场源选用磁性能均匀性在5‰之内，Br≥13.5kGs和Hcj≥23kOe的烧结钕铁硼磁体，调节交变磁场控制装置即调节交变磁场源的相对位置，同时利用高斯计测量两个相对磁场源的间隙中心位置退磁场强度，使交变磁场源之间的交变磁场强度为3500GS。
步骤2：用实验样品定位装置将NdFeB待测永磁体样品进行固定，优选地样品的截面积小于交变磁场源的截面积，然后调整所述六向可调卡座将样品定位到所述交变磁场中，优选地样品被定位到交变磁场源的中间部位，并且样品在实验过程中是固定的；启动并调节变频器的频率以使变频电动机的转速达到500r/s，即样品在交变磁场源的转速为500r/s、交变磁场强度为3500GS的条件下进行退磁，在交变磁场源旋转的过程中，样品会被每套磁场源做交变磁化，退磁时间为8h。
步骤3：将经过所述交变磁场磁化后的NdFeB永磁体样品放入磁通计Helmholtz测试线圈内，利用高精度高斯计对NdFeB永磁体的磁矩变化进行检测并记录。
步骤4：最后，重复以上步骤，通过调整交变磁场源的相对位置和转速，对不同交变磁场值和不同转速值的情况下NdFeB永磁体样品进行退磁试验，并记录磁矩变化值。
表1
从表1中数据可以看出，针对不同牌号的样品磁体在本系统中都可以模拟出不同退磁场条件下磁体的磁矩值变化，从而为该类型磁体在磁路设计中提供可靠的数据支持。不同退磁场值的调整依靠调整两个变频电动机产生磁场的间隙、电流值等进行调整。变频电动机的转速调整实际模拟了电机运行中磁体受到不同频次退磁场作用下磁矩的变化。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种永磁体抗退磁能力的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括带有实验样品定位装置(2)、带有变频器的变频电机(4)、两个交变磁场控制装置(5,5’)、交变磁场源(6)、磁通计(7)和探测线圈(8)；其中：
两个交变磁场控制装置(5,5’)平行地竖直排列并通过一水平地穿设于两个交变磁场控制装置(5,5’)的转轴与带有变频器的变频电机(4)连接，在两个交变磁场控制装置(5,5’)上分别均匀地环设有若干左安装槽和若干右安装槽，所述左安装槽和所述右安装槽内相对地插设有N对交变磁场源(6,6’)，两个交变磁场源(6 6’)是相对同向的，N套相对的交变磁场源(6)之间形成交变磁场；
在交变磁场控制装置(5,5’)的一侧设有实验样品定位装置(2)，实验样品定位装置(2)通过六向可调卡座与磁化前的实验样品(3)连接并通过六向可调卡座调节磁化前的实验样品(3)在所述交变磁场中的上下、前后、左右方位；
在交变磁场控制装置(5,5’)的另一侧设置有用于容纳磁化后的实验样品(3)的探测线圈(8)，探测线圈(8)与磁通计(7)连接，以准确地测量磁化后的实验样品(3)的磁通量和磁矩值的变化。
2.如权利要求1所述的永磁体抗退磁能力的检测系统，其特征在于，在实验样品定位装置(2)的附近设置带有温度传感器的温控器(1)，用于实时测量磁化前的实验样品(3)的温度变化。
3.如权利要求1所述的永磁体抗退磁能力的检测系统，其特征在于，N为正整数。
4.如权利要求1所述的永磁体抗退磁能力的检测系统，其特征在于，所述左安装槽和所述右安装槽的尺寸大小与交变磁场源(6，6’)的尺寸大小相匹配，以保证交变磁场控制装置(5，5’)在高速旋转时交变磁场源(6，6’)不会掉落。
5.如权利要求1所述的永磁体抗退磁能力的检测系统，其特征在于，实验样品定位装置(2)包括调节部分和样品固定部分，所述调节部分由铜或铝材质制成，所述样品固定部分是非金属材料。
6.如权利要求1所述的永磁体抗退磁能力的检测系统，其特征在于，实验样品(3)为永磁体。
7.如权利要求5所述的永磁体抗退磁能力的检测系统，其特征在于，实验样品(3)是NdFeB永磁体。
8.如权利要求1-7任一所述检测系统的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：采用磁通计(7)和探测线圈(8)，对磁化前的实验样品(3)的表面磁场、磁矩值进行检测并记录；
步骤2：将实验样品(3)固定在实验样品定位装置(2)中，所述六向可调卡座调整实验样品(3)以定位到所述交变磁场中；启动带有变频器的变频电动机(4)，同时调节所述变频器以精确地调节变频电动机(4)的转速，使得交变磁场控制装置带动交变磁场源(6)以相同转速旋转并切割实验样品(3)的磁力线，对实验样品(3)进行退磁，并记录转速值；
步骤3：将经过所述交变磁场磁化后的实验样品(3)从定位装置上取下，放入探测线圈(8)内，再通过磁通计(7)对磁化后的实验样品(3)的磁矩变化进行检测并记录；以及
步骤4：重复步骤2和步骤3，通过调整交变磁场源(6)的相对位置和转速，对不同交变磁场值和不同转速值的情况下实验样品(3)进行退磁试验，并记录磁矩变化值。
9.如权利要求8所述检测系统的检测方法，其特征在于，实验样品(3)的截面积小于交变磁场源(6)的截面积。
10.如权利要求8所述检测系统的检测方法，其特征在于，实验样品(3)定位到交变磁场源(6)的中间部位，实验样品(3)是固定的，交变磁场源(6)会按设定的要求旋转。
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