CN111198343A - 一种铁芯磁特性测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁芯磁特性测量装置，包括装置底座、承接杆、线圈套筒、精密位移台、精密位移台底座、凸台、保温外壳和铁心固定装置；至少两根承接杆固定在装置底座中；凸台固定在装置底座的中部，顶部具有滑轨；线圈套筒放置于凸台的滑轨中；精密位移台底座可滑动地安装于承接杆上；两个精密位移台底座位于凸台两侧；精密位移台上设置有螺旋测微仪，精密位移台可滑动地安装于各自的精密位移台底座上；保温外壳固定在装置底座上；两个铁心固定装置固定于各自的精密位移台上，位于保温外壳内部。本装置能够夹紧不同类型的铁心，大大减少了试验成本。在保证铁芯固定的情况下通过精密位移台精确控制铁芯之间的气隙。

Description

一种铁芯磁特性测量装置

技术领域

本发明涉及磁性测量领域，具体是一种铁芯磁特性测量装置。

背景技术

随着电能的广泛应用，人们的工作生活和电气设备的联系日益紧密，电气设备尤其是电力电子设备的应用离不开可靠的电源器件，而电源电路几乎都离不开磁性元件，磁性元件是电气设备的重要组成部分，所以对于磁性元件性能的研究有十分重要的意义。

在磁性元件的应用中，通常会添加气隙，这主要是考虑到以下几方面因素：首先，如果不添加气隙，电感值将会与磁导率呈现一次函数关系，其大小容易受到诸如温度和绕组电流等外界条件的影响，电感元件的电感值的稳定难以实现；其次，增加气隙可以降低铁芯的饱和程度，使线圈在通过比较大的电流的条件下才能使铁芯饱和；最后，为了既减小铁芯体积又有能储存更多的能量，增加气隙是好用且便于实现的方法。但增加了气隙也就使铁芯增加了额外的损耗，损耗的增加不仅会降低电气设备的工作效率，而且其产生的热量也会影响设备的正常工作，甚至使设备损坏。因此，如何使损耗尽可能低的同时提升铁芯的性能就十分重要，而对气隙的改变所带来的损耗发热的研究、精密测量和计算又处在十分重要的地位。

目前，对于气隙改变所带来的损耗进行测量时，大多采用固定气隙的方法，比如在铁芯之间加垫板，然后加紧铁芯，通过改变垫片的厚度来改变气隙的大小，操作复杂，难以精确控制。同时，在铁芯的固定方式上，也需要针对不同形状不同尺寸的铁芯定制不同的夹具，从而大大增加了实验的成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种铁芯磁特性测量装置。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种铁芯磁特性测量装置，其特征在于该装置包括装置底座、承接杆、线圈套筒、精密位移台、精密位移台底座、凸台、保温外壳和铁心固定装置；

至少两根承接杆固定在装置底座中；凸台固定在装置底座的中部，顶部具有滑轨；线圈套筒放置于凸台的滑轨中，能够沿凸台滑动；承接杆穿过两个精密位移台底座，精密位移台底座可滑动地安装于承接杆上；两个精密位移台底座位于凸台两侧；精密位移台上设置有螺旋测微仪，精密位移台可滑动地安装于各自的精密位移台底座上，调整螺旋测微仪能够实现精密位移台相对于精密位移台底座的移动；保温外壳通过自身的支撑板固定在装置底座上；两个铁心固定装置固定于各自的精密位移台上，位于保温外壳内部。

所述铁心固定装置包括铁芯下底座、铁芯前后挡板轨道板、铁芯前挡板、铁芯上挡板、铁芯左右挡板、左右挡板调节螺栓、铁芯后挡板、上挡板调节螺栓和前挡板调节螺栓；铁芯左右挡板由固定挡板和活动挡板构成；铁芯下底座通过自身的支撑件穿过保温外壳的底板的通槽固定于精密位移台的上端，两者的连接处位于通槽中，能够沿通槽移动；固定挡板固定于铁芯下底座的上表面；铁芯下底座的上表面具有凹槽，左右挡板调节螺栓的中部为螺纹，两端可转动地安装于铁芯下底座的凹槽中；活动挡板与左右挡板调节螺栓螺纹连接；上挡板调节螺栓可转动地安装于铁芯上挡板中，末端与铁芯下底座螺纹连接；所述铁芯前后挡板轨道板固定于铁芯上挡板上；铁芯后挡板可滑动地安装于铁芯前后挡板轨道板的下侧凹槽中；铁芯前挡板上固定有前挡板调节螺栓；前挡板调节螺栓上设置有与其螺纹配合的螺纹件；前挡板调节螺栓穿过铁芯前后挡板轨道板的通槽，通过螺纹件定位。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本装置采用XYZ三个方向上分离的夹紧方式，可用于夹紧各种不同类型的铁心，并且保证实验过程中铁芯不会因为激磁电流频率过大而产生抖动，解决了目前针对不同形状不同尺寸的铁芯需要定制不同的夹具的问题，大大减少了试验成本。

(2)本装置能够在保证铁芯固定的情况下通过精密位移台精确控制铁芯之间的气隙长度，可以达到0.01毫米的距离调节误差，可进行不同气隙大小的测量，操作简便，测量精准。

(3)本装置的线圈套在线圈套筒上，使线圈和铁芯不直接接触，可以用一个线圈给两个铁芯同时加载相同激励。在测量同一个E型铁芯时，便于改变线圈缠绕的铁芯柱，解决了目前在改变线圈缠绕的铁芯柱时必须把线圈拆除重新缠绕的问题。

(4)本装置的保温外壳在填充保温材料后可以在铁芯不同位置粘贴温度传感器进行铁芯各处温升的测量，找到磁性元件上的热点，也可进一步分析在实际温升情况下的工作情况。再加上保温内板，尽量减小保温容器的体积，可以减少所要填充的保温材料，进一步减小温度的耗散。

(5)传统的测量装置的线圈相对于铁芯的位置是固定的，即只能测量线圈在气隙两侧对称分布时的损耗。本装置的承接杆上具有刻度，通过调整单个精密位移台底座的位置，使铁芯间的气隙的位置发生改变，即精确改变线圈相对于气隙的距离，可用于研究不同线圈位置对损耗的影响。

附图说明

图1为本发明一种实施例的整体结构轴测示意图；

图2为本发明一种实施例的去掉保温外壳后的整体结构轴测示意图；

图3为本发明一种实施例的去掉保温外壳和保温内板后的整体结构轴测示意图；

图4为本发明一种实施例的去掉保温外壳、保温内板和保温外壳底板后的整体结构轴测示意图；

图5为本发明图4的另一个角度的轴测示意图；

图6为本发明一种实施例的铁心固定装置的示意图；

图7为本发明一种实施例的铁芯左右挡板的安装示意图；

图8为本发明一种实施例的活动挡板的安装示意图；

图9为本发明一种实施例的铁芯上挡板、铁芯前挡板和铁芯后挡板的安装示意图；

图10为本发明一种实施例的铁芯前后挡板轨道板和铁芯上挡板的安装示意图；

图11为本发明一种实施例的铁芯前后挡板轨道板和铁芯后挡板的安装示意图。

图中：1、装置底座；2、承接杆；3、保温外壳底板；4、保温内板底座；5、铁芯下底座；6、铁芯前后挡板轨道板；61、通槽；62、下侧凹槽；63、左右侧凹槽；7、线圈套筒；8、铁芯前挡板；9、铁芯上挡板；10、固定挡板；11、活动挡板；12、精密位移台；13、精密位移台底座；14、左右挡板调节螺栓；15、保温内板；16、保温外壳侧板；17、保温外壳上盖；18、铁芯后挡板；19、上挡板调节螺栓；20、凸台；21、螺旋测微仪；22、前挡板调节螺栓；23、铁芯。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种铁芯磁特性测量装置(简称装置，参见图1-11)，其特征在于该装置包括装置底座1、承接杆2、线圈套筒7、精密位移台12、精密位移台底座13、凸台20、保温外壳和铁心固定装置；

至少两根承接杆2对称地固定在装置底座1上；凸台20通过螺丝固定在装置底座1的中间位置，顶部具有滑轨；线圈套筒7放置于凸台20的滑轨中，能够沿凸台20滑动，用于测试时缠绕线圈；承接杆2穿过凸台20和两个精密位移台底座13，精密位移台底座13可滑动地安装于承接杆2上，使精密位移台底座13能够沿承接杆2平稳滑动；两个精密位移台底座13位于凸台20两侧，可关于凸台20对称布置；精密位移台12上设置有螺旋测微仪21，精密位移台12可滑动地安装于各自的精密位移台底座13上，调整螺旋测微仪21能够实现精密位移台12相对于精密位移台底座13的精确移动，通过读取螺旋测微仪21的示数即可得知精密位移台12相对于精密位移台底座13移动的距离；保温外壳通过自身的支撑板固定在装置底座1上，用于维持保温外壳内部的温度；两个铁心固定装置固定于各自的精密位移台12上，位于保温外壳内部。

所述铁心固定装置包括铁芯下底座5、铁芯前后挡板轨道板6、铁芯前挡板8、铁芯上挡板9、铁芯左右挡板、左右挡板调节螺栓14、铁芯后挡板18、上挡板调节螺栓19和前挡板调节螺栓22；铁芯左右挡板由固定挡板10和活动挡板11构成；铁芯下底座5通过自身的支撑件(例如支撑柱)穿过保温外壳的保温外壳底板3的通槽用螺丝固定于精密位移台12的上端，两者的连接处位于保温外壳底板3的通槽中，能够沿通槽移动；固定挡板10通过螺丝固定于铁芯下底座5的上表面；铁芯下底座5的上表面具有凹槽，左右挡板调节螺栓14的中部为螺纹，两端通过轴承可转动地安装于铁芯下底座5的凹槽中；活动挡板11与左右挡板调节螺栓14螺纹连接，转动左右挡板调节螺栓14实现活动挡板11沿铁芯下底座5的凹槽滑动，与固定挡板10配合实现对铁芯左右方向的夹紧或松开；上挡板调节螺栓19通过轴承可转动地安装于铁芯上挡板9中，末端与铁芯下底座5螺纹连接，转动上挡板调节螺栓19实现上挡板调节螺栓19与铁芯下底座5的螺纹配合，从而带动铁芯上挡板9与铁芯下底座5配合实现对铁芯上下方向的夹紧或松开；所述铁芯前后挡板轨道板6具有与前挡板调节螺栓22配合的通槽61、与铁芯后挡板18配合的下侧凹槽62以及与铁芯上挡板9配合的左右侧凹槽63；所述铁芯前后挡板轨道板6通过左右侧凹槽63卡装固定于铁芯上挡板9上；铁芯后挡板18可滑动地安装于铁芯前后挡板轨道板6的下侧凹槽62中，能够沿下侧凹槽62左右滑动；铁芯前挡板8上固定有前挡板调节螺栓22；前挡板调节螺栓22上设置有与其螺纹配合的螺纹件(螺母)；前挡板调节螺栓22穿过铁芯前后挡板轨道板6的通槽61，能够沿通槽61左右滑动，到达位置后用螺纹件定位，拧动螺纹件带动铁芯前挡板8与铁芯后挡板18配合实现对铁芯前后方向的夹紧或松开。

所述保温外壳由保温外壳底板3、保温外壳侧板16和保温外壳上盖17构成；保温外壳底板3通过自身的支撑板固定在装置底座1上；保温外壳底板3上开有通槽，两个铁芯下底座5通过自身的支撑件穿过保温外壳底板3的通槽固定于各自的精密位移台12上，两者的连接处位于保温外壳底板3的通槽中，能够沿通槽移动；保温外壳侧板16插接于保温外壳底板3边缘的凹槽中；保温外壳上盖17安装于保温外壳侧板16上，形成保温外壳。

铁芯前挡板8卡装在铁芯上挡板9上，能够沿铁芯前后挡板轨道板6的通槽61和铁芯上挡板9左右滑动，拧动螺纹件带动铁芯前挡板8和铁芯上挡板9运动，进而铁芯前挡板8与铁芯后挡板18配合实现对铁芯前后方向的夹紧或松开。

所述装置还包括保温内板底座4和保温内板15；所述保温内板底座4用螺丝或粘结固定于铁芯下底座5上，位于铁心固定装置外侧；保温内板15插接于保温内板底座4的凹槽中；保温内板15和保温外壳的内部填充棉花或矿物棉等保温材料。

精密位移台12由上台面和下台面构成；精密位移台12的下台面通过螺丝固定在各自的精密位移台底座13上，上台面可滑动地安装于下台面上，调整螺旋测微仪21能够实现上台面相对于下台面的精确移动，通过读取螺旋测微仪21的示数即可得知上台面相对于下台面移动的距离。

承接杆2上具有刻度。

本发明的工作原理和工作流程是：

线圈缠在线圈套筒7上，两个相同型号的铁芯23分别对称放置于两个铁芯下底座5上并用铁芯前挡板8、铁芯后挡板18、铁芯左右挡板和铁芯上挡板9加紧固定。给精密位移台12的螺旋测微仪21调零，移动精密位移台底座13，使两个铁芯23穿过线圈套筒7对齐，保证铁芯之间的距离为零。调节精密位移台12上的螺旋测微仪21，使铁芯23各自后移所要测定距离的一半，此时两个铁芯23之间的距离即测试所需要的距离。

铁芯23可采用E型铁芯或U型铁芯等常规型号铁心；测量时，两个铁心固定装置上固定的铁芯的型号相同且沿线圈左右对称布置。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (8)

1.一种铁芯磁特性测量装置，其特征在于该装置包括装置底座、承接杆、线圈套筒、精密位移台、精密位移台底座、凸台、保温外壳和铁心固定装置；

至少两根承接杆固定在装置底座中；凸台固定在装置底座的中部，顶部具有滑轨；线圈套筒放置于凸台的滑轨中，能够沿凸台滑动；承接杆穿过两个精密位移台底座，精密位移台底座可滑动地安装于承接杆上；两个精密位移台底座位于凸台两侧；精密位移台上设置有螺旋测微仪，精密位移台可滑动地安装于各自的精密位移台底座上，调整螺旋测微仪能够实现精密位移台相对于精密位移台底座的移动；保温外壳通过自身的支撑板固定在装置底座上；两个铁心固定装置固定于各自的精密位移台上，位于保温外壳内部。

2.根据权利要求1所述的铁芯磁特性测量装置，其特征在于所述铁心固定装置包括铁芯下底座、铁芯前后挡板轨道板、铁芯前挡板、铁芯上挡板、铁芯左右挡板、左右挡板调节螺栓、铁芯后挡板、上挡板调节螺栓和前挡板调节螺栓；铁芯左右挡板由固定挡板和活动挡板构成；铁芯下底座通过自身的支撑件穿过保温外壳的底板的通槽固定于精密位移台的上端，两者的连接处位于通槽中，能够沿通槽移动；固定挡板固定于铁芯下底座的上表面；铁芯下底座的上表面具有凹槽，左右挡板调节螺栓的中部为螺纹，两端可转动地安装于铁芯下底座的凹槽中；活动挡板与左右挡板调节螺栓螺纹连接；上挡板调节螺栓可转动地安装于铁芯上挡板中，末端与铁芯下底座螺纹连接；所述铁芯前后挡板轨道板固定于铁芯上挡板上；铁芯后挡板可滑动地安装于铁芯前后挡板轨道板的下侧凹槽中；铁芯前挡板上固定有前挡板调节螺栓；前挡板调节螺栓上设置有与其螺纹配合的螺纹件；前挡板调节螺栓穿过铁芯前后挡板轨道板的通槽，通过螺纹件定位。

3.根据权利要求2所述的铁芯磁特性测量装置，其特征在于所述保温外壳由保温外壳底板、保温外壳侧板和保温外壳上盖构成；保温外壳底板通过自身的支撑板固定在装置底座上；保温外壳底板上开有通槽；铁芯下底座通过自身的支撑件穿过保温外壳底板的通槽固定于精密位移台上，两者的连接处位于保温外壳底板的通槽中，能够沿通槽移动；保温外壳侧板插接于保温外壳底板边缘的凹槽中；保温外壳上盖安装于保温外壳侧板上。

4.根据权利要求2所述的铁芯磁特性测量装置，其特征在于所述铁芯前后挡板轨道板具有左右侧凹槽；所述铁芯前后挡板轨道板通过左右侧凹槽卡装固定于铁芯上挡板上。

5.根据权利要求2所述的铁芯磁特性测量装置，其特征在于铁芯前挡板卡装在铁芯上挡板上，能够沿铁芯前后挡板轨道板的通槽和铁芯上挡板左右滑动，拧动螺纹件带动铁芯前挡板和铁芯上挡板运动，进而铁芯前挡板与铁芯后挡板配合实现对铁芯前后方向的夹紧或松开。

6.根据权利要求2所述的铁芯磁特性测量装置，其特征在于所述装置还包括保温内板底座和保温内板；所述保温内板底座固定于铁芯下底座上，位于铁心固定装置外侧；保温内板插接于保温内板底座的凹槽中。

7.根据权利要求1所述的铁芯磁特性测量装置，其特征在于精密位移台由上台面和下台面构成；精密位移台的下台面通过螺丝固定在各自的精密位移台底座上，上台面可滑动地安装于下台面上，调整螺旋测微仪能够实现上台面相对于下台面的精确移动。

8.根据权利要求1所述的铁芯磁特性测量装置，其特征在于承接杆上具有刻度。

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