CN108872892A - 用于电机的永磁材料磁性能检测分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电机的永磁材料磁性能检测分析方法。包括以下步骤：通过磁化装置对待测永磁材料进行饱和充磁并测得待测永磁材料的磁化曲线；通过测量装置对待测永磁材料进行测量；测得B信号和H信号；将测得的信号值输入计算机，按不同的方式改变磁化电流值，绘出待测永磁材料的退磁曲线以及磁滞回线。本发明通过设置测量装置测量待测永磁材料的磁场强度、磁感应强度和极化强度；将待测永磁材料的完整参数测量出来，并通过计算机进行显示处待测永磁材料的退磁曲线和磁滞回线；提高了磁性能检测的测量精度，避免磁性能不合格的永磁材料用到电机生产中。
Description
技术领域
本发明属于永磁材料检测领域，特别是涉及用于电机的永磁材料磁性能检测分析方法。
背景技术
永磁材料广泛应用于电子信息、机电、仪表及医疗器械等领域，尤其是以钕铁硼永磁材料为代表的稀土永磁，具有较高的磁性能，在硬盘驱动器(HDD)、电机和核磁共振仪等高科技产品中有着不可取代的地位；电机当中的永磁材料的性能对电机质量有着非常重要的影响；
然而，由于受制备工艺的影响，永磁材料性能的不均匀性是广泛存在的，特别是高温磁特性的不均匀性更为突出，常常导致材料在使用中由于失磁，造成电机等产品性能下降，甚至报废；
目前在永磁材料检测领域，简易测量中常用的高斯计、磁通计测量方便迅速，但精度不足。
发明内容
本发明的目的在于提供用于电机的永磁材料磁性能检测分析方法，通过设置测量装置测量待测永磁材料的磁场强度、磁感应强度和极化强度；将待测永磁材料的完整参数测量出来，并通过计算机进行显示处待测永磁材料的退磁曲线和磁滞回线；提高了磁性能检测的测量精度，避免磁性能不合格的永磁材料用到电机生产中。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为用于电机的永磁材料磁性能检测分析方法，包括如下步骤：
步骤一，通过磁化装置对待测永磁材料进行饱和充磁，所述磁化装置由磁轨、极头和磁化绕组组成；所述磁轨、极头和待测永磁材料构成闭合回路；其中，所述极头的两极面相互平行并与磁场方向垂直；所述磁化绕组分别设置在待测永磁材料两侧；待测永磁材料上缠绕有磁感应强度B测量线；所述磁感应强度B测量线与测量仪连接；逐渐增大磁化装置的励磁电流；通过磁感应强度B测量线和磁场探测器测量并记录待测永磁材料各点的磁场强度H值和磁感应强度B值/极化强度J值；得到待测永磁材料的磁化曲线；
步骤二，通过测量装置对待测永磁材料进行测量；其中，将缠绕有测量线圈的待测永磁材料装夹在电磁铁中，所述测量线圈测量信号依次通过积分运算电路和NS变换处理后传输至显示单元和计算机；所述测量线圈上还设有一霍尔探头；所述霍尔探头探测的信号通过放大器进行放大处理后传输至显示单元和计算机；
其中，当磁化电流在电磁铁中产生扫描磁化场时，待测永磁材料的磁通随之产生变化，并在测量线圈中感应处电压e1；根据电磁感应定律：
其中，N为测量线圈匝数，为通过线圈的磁通，B为磁通密度，S为线圈面积，将e1进行积分运算，
其中，ΔB为磁通密度的变化的变化值；由上式可得知e2正比与磁通密度的变化ΔB；将e2进行比例变换得到e3，则e3直接代表ΔB，并通过高精度电子积分器拾取测量线圈所感应的B信号；
步骤三，根据霍尔效应，当霍尔元件垂直与磁通密度B时，霍尔元件的输出电压：
VH＝KH*B*IH＝KH*μ*H*IH；
其中，KH为霍尔系数，B为磁通密度，μ为空气磁导率；上式霍尔探头拾取磁场信号，经放大处理后可以得到VH的值；其中，KH和μ为定值，将IH的值根据KH和μ的值进行设定，使VH直接代表B或H；
步骤四，将e3和VH的值输入计算机，按不同的方式改变磁化电流值，绘出待测永磁材料的退磁曲线以及磁滞回线，并由曲线可进一步求出相应的参数。
优选地，所述测量仪采用AMT-4型磁化特自动性测量仪。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过设置测量装置测量待测永磁材料的磁场强度、磁感应强度和极化强度；将待测永磁材料的完整参数测量出来，并通过计算机进行显示处待测永磁材料的退磁曲线和磁滞回线；提高了磁性能检测的测量精度，避免磁性能不合格的永磁材料用到电机生产中。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为磁化装置的结构示意图；
图2为测量装置的结构示意图；
图3为永磁材料的磁滞回线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施例一：
请参阅图1-2所示，本发明为用于电机的永磁材料磁性能检测分析方法，包括如下步骤：
步骤一，通过磁化装置对待测永磁材料进行饱和充磁，磁化装置由磁轨3、极头6和磁化绕组1组成；磁轨3、极头6和待测永磁材料5构成闭合回路；其中，极头6的两极面相互平行并与磁场方向垂直；磁化绕组1分别设置在待测永磁材料5两侧；待测永磁材料5上缠绕有磁感应强度B测量线4；磁感应强度B测量线4与测量仪连接；待测永磁材料5一侧安装有一磁场探测器2；逐渐增大磁化装置的励磁电流；通过磁感应强度B测量线4和磁场探测器2测量并记录待测永磁材料5各点的磁场强度H值和磁感应强度B值/极化强度J值；得到待测永磁材料的磁化曲线；
步骤二，通过测量装置对待测永磁材料进行测量；其中，将缠绕有测量线圈的待测永磁材料装夹在电磁铁中，测量线圈测量信号依次通过积分运算电路和NS变换处理后传输至显示单元和计算机；测量线圈上还设有一霍尔探头；霍尔探头探测的信号通过放大器进行放大处理后传输至显示单元和计算机；
其中，当磁化电流在电磁铁中产生扫描磁化场时，待测永磁材料的磁通随之产生变化，并在测量线圈中感应处电压e1；根据电磁感应定律：
其中，N为测量线圈匝数，为通过线圈的磁通，B为磁通密度，S为线圈面积，将e1进行积分运算，
其中，ΔB为磁通密度的变化的变化值；由上式可得知e2正比与磁通密度的变化ΔB；将e2进行比例变换得到e3，则e3直接代表ΔB，并通过高精度电子积分器拾取测量线圈所感应的B信号；
步骤三，根据霍尔效应，当霍尔元件垂直与磁通密度B时，霍尔元件的输出电压：
VH＝KH*B*IH＝KH*μ*H*IH；
其中，KH为霍尔系数，B为磁通密度，μ为空气磁导率；上式霍尔探头拾取磁场信号，经放大处理后可以得到VH的值；其中，KH和μ为定值，将IH的值根据KH和μ的值进行设定，使VH直接代表B或H；
步骤四，将e3和VH的值输入计算机，按不同的方式改变磁化电流值，绘出待测永磁材料的退磁曲线以及磁滞回线，并由曲线可进一步求出相应的参数。
优选地，测量仪采用AMT-4型磁化特自动性测量仪。
具体实施例二：
如图3所示，其中曲线1是内禀磁滞曲线，曲线2是B—H磁滞回线；退磁曲线由四部分组成；第一部分是AC阶段，当磁化场由A点减少到零的时候，每一个晶粒的磁矩都转动到该晶粒最靠近外磁场的易磁化方向。在磁化场减少到零的过程中铁磁体内部可能会产生新的反磁化畴；
第二部分是CS阶段，该阶段既可能是磁矩的转动过程，也可能是畴壁的小Barkhausen跳跃；
第三部分是SD阶段，它是不可逆的大Barkhausen跳跃；
第四部分是DE阶段，它是磁矩转动到反磁化场方向的过程；在测量计算中，为了简便起见，测量仪用第二象限的退磁曲线代表整个退磁曲线并在计算机上将其显示。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (2)
1.用于电机的永磁材料磁性能检测分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，通过磁化装置对待测永磁材料进行饱和充磁，所述磁化装置由磁轨、极头和磁化绕组组成；所述磁轨、极头和待测永磁材料构成闭合回路；其中，所述极头的两极面相互平行并与磁场方向垂直；所述磁化绕组分别设置在待测永磁材料两侧；待测永磁材料上缠绕有磁感应强度B测量线；所述磁感应强度B测量线与测量仪连接；逐渐增大磁化装置的励磁电流；通过磁感应强度B测量线和磁场探测器测量并记录待测永磁材料各点的磁场强度H值和磁感应强度B值/极化强度J值；得到待测永磁材料的磁化曲线；
步骤二，通过测量装置对待测永磁材料进行测量；其中，将缠绕有测量线圈的待测永磁材料装夹在电磁铁中，所述测量线圈测量信号依次通过积分运算电路和NS变换处理后传输至显示单元和计算机；所述测量线圈上还设有一霍尔探头；所述霍尔探头探测的信号通过放大器进行放大处理后传输至显示单元和计算机；
其中，当磁化电流在电磁铁中产生扫描磁化场时，待测永磁材料的磁通随之产生变化，并在测量线圈中感应处电压e1；根据电磁感应定律：
其中，N为测量线圈匝数，为通过线圈的磁通，B为磁通密度，S为线圈面积，将e1进行积分运算，
其中，ΔB为磁通密度的变化的变化值；由上式可得知e2正比与磁通密度的变化ΔB；将e2进行比例变换得到e3，则e3直接代表ΔB，并通过高精度电子积分器拾取测量线圈所感应的B信号；
步骤三，根据霍尔效应，当霍尔元件垂直与磁通密度B时，霍尔元件的输出电压：
VH＝KH*B*IH＝KH*μ*H*IH；
其中，KH为霍尔系数，B为磁通密度，μ为空气磁导率；上式霍尔探头拾取磁场信号，经放大处理后可以得到VH的值；其中，KH和μ为定值，将IH的值根据KH和μ的值进行设定，使VH直接代表B或H；
步骤四，将e3和VH的值输入计算机，按不同的方式改变磁化电流值，绘出待测永磁材料的退磁曲线以及磁滞回线等，并由曲线可进一步求出相应的参数。
2.根据权利要求1所述的用于电机的永磁材料磁性能检测分析方法，其特征在于，所述测量仪采用AMT-4型磁化特自动性测量仪。
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| CN111812566A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-23 | 沈阳工业大学 | 一种液态材料磁特性的测量系统和测量方法 |
| CN113093072A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-09 | 中国计量大学 | 一种高温测量永磁材料磁性的装置与方法 |
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