CN1719272A - 电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的快速检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置，包括积分器、运算放大器、A/D转换器、人工智能工业调节器、电磁铁、控制电路，其中单片机从拨码盘读入数据，通过计算后与输入的A/D转换值进行比较，然后单片机根据比较结果，使触发电路输出触发脉冲，并使触发脉冲与交流220V电源提供的交流信号比较后在整流电路中进行整流，再经过滤波电路进行滤波，进而控制退磁电流的变化，开关电路由接触器和控制开关组成。通过拨码盘输入电流值或修正系数，通过公式计算出所应该减小到的磁通值，然后比较AD转换值和计算值的大小，如果积分器的输出明显小于初始值，则可以判断磁块已经退磁。如果返回值和初始值相近，则磁块没有退磁。

Description

电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的快速检测装置及方法

技术领域

本发明适用于钕铁硼材料热稳定性的检测，特别涉及一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的快速检测装置及方法。

背景技术

随着钕铁硼(NdFeB)等高矫顽力的新型永磁材料的出现并且在工业生产中的普遍应用，检测方法和检测技术及设备越来越不能满足一般生产厂家的要求。特别是钕铁硼磁体投入批量生产以后，每块产品磁性能的无损检验一直是生产者必须解决的难题，这也成为制约我国稀土工业发展的瓶颈之一。为了保证产品的质量，采用了许多的方法。

仿照铝镍钴磁体抽样检验的方法，在烧结炉的各个部位安放φ10×10mm样品，利用测量样品的性能来确定产品的性能，结果发现样品的测量性能与产品的测量性能相差较大。

对于产品的测量，采用切割永磁块测试的方法，破坏了产品的完整性；割过试样的产品无法交付用户使用，消耗了钕铁硼材料和需要切割费用；割样测量所需时间较长，代价较高，而检验结果仅是磁体某个角上的性能，由于磁体性能不均匀，测量结果与磁体实际性能相差较大。

对于NdFeB样品的测量，采用的是永磁材料磁滞回线测试仪，用来描绘磁性材料在直流磁化场下的磁特性，也称为静态磁特性。国内较为典型的是中国计量科学研究院磁性测量实验室研制的NIM-10000H稀土永磁无损检测系统；国外是德国科伦磁物理公司的PERMAGRAPH-REMAGRAPH型磁性测量仪。两者的基本原理都是一样的，测量过程中通过缓慢增加磁化电流使磁通变化量dΦ/dt为一常量，从而避免测量过程中产生涡流以及产生磁场和磁极化强度之间的相角；在测量中采用H线圈代替霍尔片测量磁场，消除了人为因素和霍尔非线性的影响；并且对积分器的漂移采取了措施，通过软件进行线性修正以及硬件设计来消除积分器的线性漂移和非线性漂移。采用这些设备在测量过程中从零开始逐渐的增加电流，在增加电流的过程中，从测量线圈来获得磁通密度和磁场强度，以便来确定点，从而描绘出材料的退磁曲线，得到永磁体较为完整的技术参数，但是只适合于那些要求准确测量标准样品磁性参数的场合，而不适合用这些设备进行永磁材料的逐块测量；同时价格昂贵也是限制其推广应用的一个原因。

对永磁材料的成品检验虽然可以通过使用磁通计、特斯拉计或亥姆赫兹线圈+磁通计来进行，但都只能对永磁材料常温特性进行检验，而对电机生产厂家最为关心的高温磁性能，也就是热稳定性的快速检验仍存在着很大的困难，还需要一种实用的快速测试的方法和装置。

NdFeB永磁材料虽然具有较高的最大磁能积、剩磁和矫顽力，但是也有其明显的缺点，就是居里温度低和温度系数高。较高的温度系数造成其磁性能热稳定性较差，高温下使用时容易发生不可逆退磁，磁损失较大，永磁体的磁性参数变化，直接影响了电机的运行性能。NdFeB永磁材料的退磁曲线在常温或者较低温度下为一条直线，但是随着温度的升高，退磁曲线也会发生变化，如图1中的两条退磁曲线分别代表了某一牌号的钕铁硼材料在不同温度下的退磁曲线示意图。

图1中，室温t₀时剩余磁通密度(或称为剩磁)为B_r0(单位kGs)，矫顽力为H_C0(单位kOe)，内禀矫顽力为H_cJ0(单位kOe)，临界场强为H_K0(单位kOe)；工作温度t时相应参数为B_rt、H_ct、H_cJt、H_Kt。α(B_r)和α(H_cJ)取绝对值，并简写为α_B和α_H。

其中临界场强H_K0定义为J-H曲线上，0.9B_r0对应点的磁场强度，如图中虚线所对应的点。图1中，J-H曲线又称为内禀退磁曲线；B-H曲线称为退磁曲线。图1中有两条J-H曲线，两条B-H曲线，分别对应着两个不同的温度下的曲线。J-H曲线和B-H曲线只要知道其中任何一条，就可以画出另一条；所以在某一温度下，描述永磁材料特性，通常将J-H曲线和B-H曲线同时画出。因为实际应用时，虽然电机的工作点是沿着B-H曲线来回移动的，但是要想直观的反应永磁材料性能的好坏，需要的是J-H曲线上的各个参数。

随着温度的升高，退磁曲线将会发生拐弯，发生拐弯的点，我们称之为拐点，如附图1中的K点。

NdFeB永磁材料的这种缺点增加了永磁电机设计中的复杂性，也大大降低了电机运行的可靠性。永磁电机在运行时受到作用的退磁磁场强度是反复变化的。当对已充磁的永磁体施加退磁磁场强度时，磁通密度将会沿着图1中的退磁曲线B_rtK下降。当退磁磁场强度不超过拐点K时，回复线与退磁曲线的直线段相重合；当退磁磁场强度超过拐点K后，新的回复线PR就不再与退磁曲线重合了。这样当退磁磁场强度消失后，永磁体的剩余磁感应强度B_r将下降，永磁体的磁性参数变化，直接影响了电机的运行性能，称这种现象为不可逆退磁，又叫失磁。永磁体失磁后，只有对其重新充磁才能够继续使用，造成了相当大的损失。为此在使用NdFeB永磁材料时，一定要校核永磁体的最大去磁工作点，以增强其可靠性。为了能做到这一点，必须知道每一种型号NdFeB永磁材料在最高工作温度下退磁曲线拐点的位置，来设计电机参数，使电机在最不利情况下(包括高温度、大电流)磁通密度仍然在永磁体退磁曲线拐点的上方往返变化。当电机停止运行时，永磁材料的剩余磁感应强度B_r不变。

但是在实际应用中，拐点位置的确定存在着不少不确定因素。由于生产工艺和技术上的原因，同一厂家，同一型号，甚至同一批磁体的磁性能存在着较大的差异。为了提高电机性能，使之运行可靠，到目前为止可行的方法是对出厂的NdFeB永磁体产品进行逐块测量。采用现有的设备虽然能够准确的描绘出每块永磁体的磁性参数，但是对于成批的永磁体来说，要逐块检测作不到，而且也没有必要知道每一个磁性参数的值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置及快速检测方法，为了满足生产厂家逐块检测的要求，本发明主要对永磁体的高温下磁特性是否合格做出判断，即根据电机生产厂家按照电机的设计要求，对钕铁硼材料的拐点进行设定，对一批产品进行检测，来检验这一批产品的拐点位置是否符合设计要求，以此判断该钕铁硼材料是否符合电机设计的要求。

本发明装置包括积分器、运算放大器、A/D转换器、调节器、电磁铁、控制电路。其中积分器用于测量电磁铁上测量线圈产生的磁通量，并将其输出信号经运算放大器放大和A/D转换器转换后，输入到单片机。电磁铁包括磁化绕组、NdFeB永磁材料、磁轭、极柱、极头、B测量线圈、铂电阻、加热层和隔热层，其中NdFeB永磁材料夹在两电磁铁极头之间，B测量线圈缠绕在NdFeB永磁材料上，铂电阻嵌入在极头内，加热层位于极头和极柱之间，加热层和极柱之间设有隔热层。人工智能工业调节器，用于控制电磁铁上加热层的电流。加热层上安装有Pt电阻温度传感器，调节器能对加热层的温度进行实时监控。控制电路是本装置的核心部分，包括单片机、触发电路、220V交流电源、开关电路、整流电路、滤波电路、拨码盘、面板表，其中单片机从拨码盘读入数据，通过计算后与输入的A/D转换值进行比较，然后单片机根据比较结果，使触发电路输出触发脉冲，并使触发脉冲与交流220V电源提供的交流信号比较后在整流电路中进行整流，再经过滤波电路进行滤波，进而控制退磁电流的变化，开关电路由接触器和控制开关组成，面板表则用于测量并显示电路中的电压和电流。

应用本发明装置进行钕铁硼材料热稳定性的快速检测的方法如下：

步骤一、将永磁体放在快速检测装置中加温到电机允许的最高工作温度；

步骤二、通过拨码盘将根据电机实际电流换算的电流值，或者根据磁通值随退磁电流变化而计算获得修正系数，输入给单片机，单片机将获得的上述数值与对永磁体实际测量并经过A/D转换的电流值进行比较，根据比较结果确定施加电流的大小，以此来控制施加给永磁体退磁电流的变化，退磁电流是从零平稳地变化到要求值，然后再减小到零。

步骤三，观察积分器上的显示值，利用磁通计检测该永磁体的工作磁通是否保持不变，如果发生变化，则该永磁体为不合格，如果不发生变化或者变化很小，如去掉电流后磁通前后变化值标准样≤5％或大块≤1％时符合要求。

还有一种方法是通过对国内一些厂家永磁体的检测结果以及分析的基础上提出的。对产品性能比较稳定，主要是α(H_cJ)稳定的企业的产品性能进行测量，找出每一企业产品测量结果中H_cj的温度系数以及满足高温下拐点位置要求所对应的H_CJ和H_K的值，并以此为根据制定各企业性能稳定的产品在常温下不同企业的标准。同时为了保证产品性能的稳定，必须对各厂家的产品进行抽测，如果发现以上磁性参数数值发生改变，应该及时修改相应的标准；而且为了保证产品的性能稳定，必须对每个厂家进行不定期的抽测。

通过检测装置检测的方法，可以直观的来判断电机生产厂家最为关心的永磁材料高温下退磁曲线拐点位置，来避免电机设计制作完后，因为永磁体的不合格发生的损失。现有的检测设备虽然可以把各主要磁性参量检测出来并且描绘出永磁材料在第二象限退磁曲线的完整形状，但是检测设备昂贵而且检测时间过长，这对于电机生产厂家来说是不能接受的，每天生产大量的电机产品所用的永磁体都要检测的话，时间不允许，但是如果不进行逐块检测，由于材料的一致性问题，难免会影响电机产品的质量，出现不合格产品。同时价格问题也是困扰这样的检测设备推广的一个原因。因此研究设计快速而且价格合理能够被厂家接受的检测装置是本课题的目的。通过对装置的试验，可以把测量时间从3分钟减小到40秒，价格也只是国内同类产品的1/5。而采用推算的方法，只要能够知道永磁体的常温下的磁性参数，就可以直接推算出其高温特性是否满足设计要求，更容易做到快速。

附图说明

图1是钕铁硼永磁材料常温和高温下的内禀矫顽力曲线和退磁曲线；

图2是发明装置的结构示意图；

图3是是测试电磁铁的结构图；

图4是发明装置的外观图；

图5是发明装置检测钕铁硼材料热稳定性的软件处理流程图；

图6是发明装置单片机系统的工作原理图；

其中，1磁化绕组，3NdFeB永磁材料，4磁轭，5极柱，6极头，7B测量线圈，8铂电阻，9加热层和隔热层。

具体实施方式

如图2所示，本发明装置包括积分器、运算放大器、A/D转换器、调节器、电磁铁、控制电路。其中积分器用于测量电磁铁上测量线圈产生的磁通量，并将其输出信号经运算放大器放大和A/D转换器转换后，输入到单片机。电磁铁包括磁化绕组、NdFeB永磁材料、磁轭、极柱、极头、B测量线圈、铂电阻、加热层和隔热层，其中NdFeB永磁材料夹在两电磁铁极头之间，B测量线圈缠绕在NdFeB永磁材料上，铂电阻嵌入在极头内，加热层位于极头和极柱之间，加热层和极柱之间设有隔热层。人工智能工业调节器，用于控制电磁铁上加热层的电流。加热层上安装有Pt电阻温度传感器，调节器能对加热层的温度进行实时监控。控制电路是本装置的核心部分，包括单片机、触发电路、220V交流电源、开关电路、整流电路、滤波电路、拨码盘、面板表，其中单片机从拨码盘读入数据，通过计算后与输入的A/D转换值进行比较，然后单片机根据比较结果，使触发电路输出触发脉冲，并使触发脉冲与交流220V电源提供的交流信号比较后在整流电路中进行整流，再经过滤波电路进行滤波，进而控制退磁电流的变化，开关电路由接触器和控制开关组成，面板表则用于测量并显示电路中的电压和电流。

本装置的工作过程为，连接好测量线圈后，在积分器上显示一个初始磁通量Φ₀，积分器的输出电压则反映线圈的磁通量。单片机上电后初始化，按下控制面板上的开始执行键，单片机程序开始运行，积分器的初始值Φ₀对应的输出电压U₀经过运算放大器和A./D转换器后送到单片机，单片机将U₀存放在寄存器里。通过拨码盘读入电流或修正系数，然后通过正负选择按钮来选择修正系数的正负，通过公式计算出所应该减小到的磁通值，然后比较A./D转换值和计算值的大小，如果采样的A./D转换值比计算值小则增大输出电流值，当A./D转换值比计算值大就退出循环；然后在逐渐减小电流，处理过程如图5所示，完成整个过程后返回初始状态。

其中电流变化是由单片机控制的触发电路输出触发脉冲，控制晶闸管的导通角，进而控制输出电流即退磁电流。程序运行时，单片机定时器的计数值逐渐减小，输出触发脉冲的间隔逐渐减小，所以晶闸管的导通角逐渐增大。退磁电流会随着晶闸管导通角的增大而增大。用面板表测量电路中的电压和电流，可以观察电压和电流的变化趋势。根据上述关系，积分器的输出电压将逐渐增大，最后回到和初始值相近的值。如果返回值明显小于初始值，则可以判断磁块已经退磁。如果返回值和初始值相近，则磁块没有退磁。

图6中的单片机U1(89C51)主要用于处理数据和发出控制信号。U3是运算放大器，用于对积分器的输出电压进行放大。U2是12位的A/D转换器，对运算放大器U3的输出电压进行模数转换，转换后的数据送到单片机处理。图中右边部分是由光电耦合器和三极管组成的触发电路，由单片机控制触发电路输出触发脉冲，控制晶闸管的导通角，从而控制加到电磁铁上的电流。该电路主要包括运算放大器、A/D转换器、单片机及外围电路、比较器、可控硅触发电路。

积分器采集到的信号由OP-OT组成的运算放大器，送入由AD5T4组成的A/D转换器，由A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，将该数字信号送入单片机P1口，单片机将输入信号与拨码盘通过P0口输入的设定信号相比较，将产生的脉冲控制信号由P2.0和P2.1口输出，送入由光耦和三极管组成的可控硅驱动电路；由OP-3T组成的比较器将正弦波整形的矩形波，将该信号通过INTO送入单片机，以便保持可控硅同步触发。

应用上述检测装置对永磁体材料进行检测的具体方法如下：

实施例1、在上述检测装置中模拟永磁体在电机最高工作温度时有可能发生的最大去磁的实际工况，以考核该永磁体在该工况下是否发生不可逆退磁，即失磁。

具体实现步骤为：

(1)将永磁体放在快速检测装置中加温到电机允许的最高工作温度，例如SH系列永磁体的最高工作温度定为120℃；

(2)通过拨码盘将根据电机实际电流换算的电流值，输入给单片机，单片机将获得的上述电流值与对永磁体实际测量并经过A/D转换的电流值进行比较，根据比较结果确定施加电流的大小，以此来控制施加给永磁体退磁电流的变化，使退磁电流从最大平稳的减小到零；

将永磁体放入电磁铁加温至要求温度后，套入线圈，加紧永磁体，由此时积分器的显示值来计算永磁体的剩磁，并根据剩磁来计算永磁体的计算矫顽力，按照计算矫顽力的大小来确定要求拐点处的场强，进而确定施加电流值的大小，然后将电流缓慢减小至零，通过积分器的显示值来判断永磁体的实际拐点是否符合要求拐点的位置。工作温度稳定后施加电机运行时的最大去磁电流，例如永磁同步电动机运行时最大去磁电流为I_h＝(U+E)/X_d ^[1]；

永磁同步电动机运行时最大退磁电流  I_h′＝(U+E)/X_d

产生的电枢磁动势(每极) $F_{\mathrm{ad}}^{\′}=\frac{1.35K_{\mathrm{ad}}{K}_{\mathrm{dp}}{N}^{\′}{I}_h^{\′}}{p}$

产生的退磁作用是使磁导线平移

本装置电流I_h产生的退磁作用为

二者退磁作用应相等，即 $\frac{I_{h}N}{\mathrm{\σ}}=\frac{F_{\mathrm{ad}}^{\′}}{{\mathrm{\σ}}_0^{\′}}$

所以换算电流 $I_h=\frac{F^{\′}\mathrm{ad\σ}}{N{\mathrm{\σ}}_0^{\′}}$

式中：K_ad表示将直轴电枢磁动势折算到转子磁动势的折算系数；K_dp表示绕组因数；N′表示每极每相串联匝数；P表示极对数。

由于本装置和电机的结构不可能完全一样，所以就存在一个等效的问题。上面推导的公式 $I_h=\frac{F^{\′}\mathrm{ad\σ}}{N{\mathrm{\σ}}_0^{\′}}$ 就是根据电机的参数来决定在本装置中到底施加多大的电流才能够真实的反映永磁体在电机中所受到的退磁场作用。

(3)移去电流待冷却后利用磁通计检测该永磁体的工作磁通是否保持不变，如果发生变化，则该永磁体为不合格，如果不发生变化或者变化很小，如去掉电流后磁通前后变化值标准样≤5％或大块≤1％时符合要求。

实施例2、实测磁通的方法，则是根据测量过程中磁通的变化来设计的，在测量过程中采样回来的值是磁通值，根据磁通的大小来确定施加电流的大小。

(1)将永磁体放在快速检测装置中加温到电机允许的最高工作温度；

(2)通过拨码盘将根据磁通值随退磁电流变化而计算获得修正系数，输入给单片机，单片机将获得的上述数值与对永磁体实际测量并经过A/D转换的电流值进行比较，根据比较结果确定施加电流的大小，以此来控制施加给永磁体退磁电流的变化，使退磁电流从最大平稳的减小到零；

在将永磁体放入电磁铁夹紧以后，积分器的显示的磁通值φ，通过φ＝BS换算获得的磁通B认为时对应着退磁曲线的剩磁那一点，在施加电流的过程中，由于退磁电流的作用，磁通值会逐渐的减小。由于钕铁硼材料的退磁曲线在常温下是直线或者高温下前段部分是直线，拐点处发生拐弯，拐点处的磁通值与起始点的磁通值应该成正比的关系。当磁通减小到要求拐点处计算的磁通值时，停止施加退磁电流，并使电流缓慢逐渐至零，通过观察磁通的变化来判断永磁体的实际拐点是否符合要求拐点的要求。

磁体加热到要求温度稳定之后，套入测量线圈，磁通计显示闭路磁通值₁，然后根据实验所用的线圈及上述公式算出拐点处对应的值，从零开始缓慢增加退磁电流直到磁通计显示值到该值时停止，最后将退磁电流平稳的减小到零，这时看积分器上所显示的值₂。如果与测量前的磁通值₁相等或者相差不大(根据测试认为标准样≤5％或大块≤1％)，说明该磁体的拐点位置要小于要求拐点位置，符合要求；如果显示的磁通₂与₁差很多，那么说明该磁体的拐点位置要求拐点位置，不符合要求。由于线圈的面积不可能和磁体的面积完全相等，采取计算上的修正：

设B₁为磁体的剩磁，A₁为磁体的面积，B₂为电磁铁施加电流时产生的退磁磁感应强度，A₂为测试线圈的面积，φ为积分器的实际显示值，

那么            φ＝B₁A₁-B₂A₂                         (1)

令

                B₂＝B₁x(x为退磁程度系数)                (2)

                φ＝yB₁A₁                               (3)

y为加退磁电流后积分器的显示值占B₁A₁的比值

将式(1)和(2)代入式(3)，得

$y{B}_1{A}_1=B_1{A}_1-\frac{A_2}{A_1}{B}_1{A}_{1}x---\left(4\right)$

整理式(4)，得

$y=1-\frac{A_2}{A_1}x---\left(5\right)$

则修正系数 $x=(1-y)\frac{A_1}{A_2}$

(3)移去电流待冷却后利用磁通计检测该永磁体的工作磁通是否保持不变，如果发生变化，则该永磁体为不合格，如果不发生变化或者变化很小，如去掉电流后磁通前后变化值标准样≤5％或大块≤1％时符合要求。

前两种方法的软件流程基本相同，只是在拨码盘输入不同的参数，前者是输入电流值，不通过计算公式，后者是输入修正系数。积分器的输出电压反映线圈的磁通量。放好线圈后，在积分器上显示一个初始值为Φ₀，单片机上电后初始化，按下控制面板上的开始执行键，单片机程序开始运行，积分器的初始值Φ₀对应的输出电压U₀经过运算放大器和A./D转换器后送到单片机，单片机将U₀存放在寄存器里。通过拨码盘读入电流或修正系数，然后通过正负选择按钮来选择修正系数的正负，通过公式计算出所应该减小到的磁通值，然后比较AD转换值和计算值的大小，如果采样得AD转换值比计算值小则增大输出电流值，当AD转换值比计算值大就退出循环；然后在逐渐减小电流，如流程图所示，完成整个过程后返回初始状态。电流变化是由单片机控制的触发电路输出触发脉冲，控制晶闸管的导通角，进而控制输出电流即退磁电流。程序运行时，单片机定时器的计数值逐渐减小，输出触发脉冲的间隔逐渐减小，所以晶闸管的导通角逐渐增大。退磁电流会随着晶闸管导通角的增大而增大。用面板表测量电路中的电压和电流，可以观察电压和电流的变化趋势。根据上述关系，积分器的输出电压将逐渐增大，最后回到和初始值相近的值。如果返回值明显小于初始值，则可以判断磁块已经退磁。如果返回值和初始值相近，则磁块没有退磁。

实施例3、实际是按照永磁体的磁性参量，采用不同计算公式进行推算的过程。设室温t₀时剩磁为B_r0(单位kGs)矫顽力为H_C0(单位kOe)，内禀矫顽力为H_CJ0(单位kOe)，临界场强为H_K0(单位kOe)。

工作温度t时相应参数为B_rt、H_ct、H_cJt、H_kt。α(B_r)和α(H_cJ)取绝对值，并简写为α_B和α_H。各参数意义如附图1所示。假设温度变化过程中， ${\mathrm{\μ}}_r=\frac{B_{r0}}{H_{c0}}$ 不变， $Q=\frac{H_{K0}}{H_{\mathrm{CJ}0}}$ 不变，且H_kt近似为拐点时的H_ct。

则工作温度为t时

B_rt＝[1-α_B(t-t₀)]B_r0                                        (6)

退磁曲线为直线时的计算矫顽力 $H_{\mathrm{ct}}^{\′}=\frac{B_{\mathrm{rt}}}{{\mathrm{\μ}}_r}$

退磁曲线弯曲时拐点位置为KB_rt或(1-K)H_ct′

$H_{\mathrm{CJt}}=\frac{H_{\mathrm{kt}}}{Q}=\frac{(1-K)H_{\mathrm{ct}}^{\′}}{Q}=\frac{(1-K)B_{\mathrm{rt}}}{{\mathrm{\μ}}_{r}Q}=\frac{(1-K)[1-{\mathrm{\α}}_B(t-t_0)]B_{r0}}{{\mathrm{\μ}}_{r}Q}---\left(7\right)$

$H_{\mathrm{CJ}0}=\frac{H_{\mathrm{cjt}}}{1-{\mathrm{\α}}_H(t-t_0)}=\frac{(1-K)[1-{\mathrm{\α}}_B(t-t_0)]B_{r0}}{{\mathrm{\μ}}_{r}Q[1-{\mathrm{\α}}_H(t-t_0)]}$

当H_CJ0的计算值＞给定值时，则该永磁体不合格，反之则合格。

Claims (6)

1、一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置，包括积分器、运算放大器、A/D转换器、人工智能工业调节器、电磁铁、控制电路，其特征在于

调节器，用于控制电磁铁上加热层的电流；

积分器，用于测量电磁铁上测量线圈产生的磁通量，并将其输出信号经运算放大器放大和A/D转换器转换后，输入到单片机；

人工智能工业调节器，用于控制电磁铁上加热层的电流，加热层上安装有Pt电阻温度传感器，调节器能对加热层的温度进行实时监控；

控制电路，包括单片机、触发电路、220V交流电源、开关电路、整流电路、滤波电路、拨码盘、面板表，其中单片机从拨码盘读入数据，通过计算后与输入的A/D转换值进行比较，然后单片机根据比较结果，使触发电路输出触发脉冲，并使触发脉冲与交流220V电源提供的交流信号比较后在整流电路中进行整流，再经过滤波电路进行滤波，进而控制退磁电流的变化，开关电路由接触器和控制开关组成，面板表则用于测量并显示电路中的电压和电流。

2、如权利要求1所述的一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置，其特征在于所述电磁铁包括磁化绕组、NdFeB永磁材料、磁轭、极柱、极头、B测量线圈、铂电阻、加热层和隔热层。

3、如权利要求1所述的一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置，其特征在于所述单片机从拨码盘读入的数据包括电流值或修正系数。

4、一种应用如权利要求1所述的电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置实现快速检测的方法，其特征在于具体实现步骤为：

步骤一、将永磁体放在快速检测装置中加温到电机允许的最高工作温度；

步骤二、通过拨码盘将根据电机实际电流换算的电流值，或者根据磁通值随退磁电流变化而计算获得修正系数，输入给单片机，单片机将获得的上述数值与对永磁体实际测量并经过A/D转换的电流值进行比较，根据比较结果确定施加电流的大小，以此来控制施加给永磁体退磁电流的变化，退磁电流是从零平稳地变化到要求值，然后再减小到零；

步骤三，观察积分器上的显示值，利用磁通计检测该永磁体的工作磁通是否保持不变，如果发生变化，则该永磁体为不合格，如果不发生变化或者变化很小，如去掉电流后磁通前后变化值标准样≤5％或大块≤1％时符合要求。

5、如权利要求4所述的一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置实现快速检测的方法，其特征在于根据电机实际电流换算的电流值

$I_h=\frac{F^{\′}\mathrm{ad\σ}}{N{\mathrm{\σ}}_0^{\′}}$

其中， $F_{\mathrm{ad}}^{\′}=\frac{1.35K_{\mathrm{ad}}{K}_{\mathrm{dp}}{N}^{\′}{I}_h^{\′}}{p}$ 为电枢磁动势，I_h′＝(U+E)/X_d为永磁同步电动机运行时最大退磁电流，K_ad表示将直轴电枢磁动势折算到转子磁动势的折算系数，K_dp表示绕组因数，N′表示每极每相串联匝数，P表示极对数；且 $\frac{I_{h}N}{\mathrm{\σ}}=\frac{F_{\mathrm{ad}}^{\′}}{{\mathrm{\σ}}_0^{\′}}.$

6、如权利要求4所述的一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置实现快速检测的方法，其特征在于所述修正系数为 $x=(1-y)\frac{A_1}{A_2},$

其中B₂＝B₁x，φ＝B₁A₁-B₂A₂，φ＝yB₁A₁，B1为磁体的剩磁，A1为磁体的面积，B2为电磁铁施加电流时产生的退磁磁感应强度，A2为测试线圈的面积，φ为积分器的实际显示值，y为加退磁电流后积分器的显示值占B1A1的比值。

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