JP5365304B2 - 電磁鋼板の単板磁気特性試験用試験器および磁気特性測定方法 - Google Patents
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Description
例えば、変圧器のBFの低減法として、特許文献1には、方向性電磁鋼板の絶縁被膜による鋼板への付与張力を4MPa以下にする技術が、また特許文献2には、方向性電磁鋼板の圧延方向に直角な方向と圧延方向に平行な方向の透磁率の比を特定の範囲に制御する技術が提案されている。
従って、BFを精度良く予測することは、電磁機器の製造者にとって極めてメリットが大きい。
その結果、ヨークの磁極面が試料と接触する状態を適宜変更すること、具体的には単板磁気特性試験用試験器(測定枠)のヨーク部の形状を適宜変更することにより、所期した目的が有利に達成されることの知見を得た。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。
1.少なくともヨーク、励磁コイル、Bコイルをそなえる電磁鋼板単板磁気特性試験用試験器において、
試料と接触する該ヨークの両端部の磁極面について、該試料の長手方向に対し斜向かいの位置で磁極面の一部を欠損させ、
試料と直接接触する該ヨークの磁極面を試料幅の5〜90%の領域として、
試料内の磁束を試料の長手方向から傾けて測定する
ことを特徴とする電磁鋼板の単板磁気特性試験用試験器。
該ヨークの両端部の磁極面と試料との間で、かつ該試料の長手方向に対し斜向かいの位置に、磁気抵抗が試料の半分以下のスペーサをそれぞれ配置し、
該スペーサを介して試料と磁気的に接触する該ヨークの磁極面を試料幅の5〜90%の領域として、
試料内の磁束を試料の長手方向から傾けて測定する
ことを特徴とする電磁鋼板の単板磁気特性試験用試験器。
該ヨークの両端部の磁極面と試料との間で、かつ該試料の長手方向に対し斜向かいの位置に、磁気抵抗が試料の半分以下のスペーサをそれぞれ、試料の幅方向に移動可能に配置し、
該スペーサを移動させることにより、該スペーサを介して磁気的に試料と接触する該ヨークの磁極面を試料幅の5〜90%の領域として、
試料内の磁束を試料の長手方向から傾けて測定する
ことを特徴とする電磁鋼板の単板磁気特性試験用試験器。
ヨークの両端部の磁極面と試料を直接または磁気的に接触させる際、該試料の一端における接触領域と他端における接触領域について、試料の長手方向に対し斜向かいの位置で部分的に接触させ、該接触領域の試料幅に対する割合を制御することにより、
該試料内における磁束を試料の長手方向から傾けて測定する
ことを特徴とする電磁鋼板の磁気特性測定方法。
図1に、通常の単板磁気特性試験用試験器を模式で示す。図中、符号1がヨーク、2が試料、3が励磁コイル、そして4がBコイル(磁束検出コイル)である。
さて、図1に示した通常の単板磁気特性試験用試験器を用いる試験では、試料の磁束を均一にするために、図2に示すように、ヨーク1の磁極面を試料2の全幅にわたって接触させる。
これに対し、図3に示すように、本発明に従いヨーク1の磁極面を、試料2の長手方向に対し斜向かいの位置にて試料幅の一部分のみで接触させるようにすれば、試料2内の磁束を試料の長手方向から傾けて測定することが可能となる。また、図3に示す方法では、必然的に磁束密度の粗密が生じるが、実使用条件でも磁束が傾いた場合には同様な磁束密度の粗密が生じるので、実使用条件に則しているといえる。なお、図3において、符号5は支持台である。
従って、本発明では、図4に示すように、ヨーク部1の磁極面と試料2の間に、ヨーク部と同様の磁気的性質をもつスペーサ6を配置し、このスペーサ6と試料2の一部とを接触させるようにしてもよい。
というのは、この接触領域が5%に満たないと、試料内における磁束密度の粗密が顕著になりすぎて実使用条件に則さないからであり、一方90%を超えると、電磁鋼板の実使用条件に則した形、すなわち圧延方向に対する磁束の傾斜角度が0〜30°の範囲で測定することが難しくなるからである。
また、試料の励磁方法は、広く普及している単板磁気測定装置と同様に、励磁コイルに電流を流す方法でよい。すなわち、試料の一部分あるいは全ての周囲に励磁コイルを配置し、この励磁コイルに電流を流すことにより試料を励磁する。励磁波形は、調査する目的に応じて選択すればよく、交流でも直流でも、さらには任意波形でもよい。
すなわち、例えば図9に示すように、3相積みトランスで、ヨーク部の長手方向中央部(Vノッチ部)と長手方向端部の間の磁束の流れを再現しようとする場合には、一端(長手方向端部に相当)での面積率を70%程度、一方他端(長手方向中央部に相当)での面積率を50%程度とすることが有利である。
なお、本発明において測定する物理量は、主に鉄損であるが、本発明おいて測定可能な物理量、例えば透磁率、ヒステリシスループ等も測定することができるのはいうまでもない。本発明の重要な点は、実使用条件に則した磁束を容易に再現できることにある。また、通常用いられる試料とは、JIS規格(JIS C 2550)等で規定される試験に用いる試料のことである。さらに、本発明において、JIS規格(JIS C 2550)の空げき補償コイルを使用した方が良いが、必ずしも必要ではない。
図10〜11を参照して、本発明による測定装置について説明する。なお、図中では励磁コイルおよびBコイル等は省略した。
図10に示したように、縦型ヨーク構造で単ヨークからなる単板磁気特性試験用試験器のヨーク1の両側にある2つの磁極面の上に、木製の支持台5を2つ、また方向性電磁鋼板を積層したスペーサ6を2つ、それぞれヨークの磁極面とのすき間がないように配置した。その後、板厚:0.3mmの方向性電磁鋼板を幅:100mm、長さ:300mmに切り出した試料を、スペーサ6と支持台5の上にすき間がないように配置した。その際、スペーサ6に用いた方向性電磁鋼板の圧延方向は、試料の面に垂直になるようにした。また、2つの支持台5は必要に応じて取り外した。
図12より、aが大きくなると鉄損が増加すること、またその増加率は素材によって異なることが分かる。
図13より、BFは素材によって異なることが予測される。
積鉄心によるBFと本発明の測定値によるaが50mmにおける上述のW17/50の変化率との関係を、図15に示す。
図15に示したとおり、本発明に従い予想したBF(図13のaが50mmにおけるW17/50の変化率)と実機で測定したBFとはほぼ一致している。これにより、本発明の測定方法に従えば、BFを精度良く予測できることが確認された。
2 試料
3 励磁コイル
4 Bコイル(磁束検出コイル)
5 支持台
6 スペーサ
Claims (4)
- 少なくともヨーク、励磁コイル、Bコイルをそなえる電磁鋼板単板磁気特性試験用試験器において、
試料と接触する該ヨークの両端部の磁極面について、該試料の長手方向に対し斜向かいの位置で磁極面の一部を欠損させ、
試料と直接接触する該ヨークの磁極面を試料幅の5〜90%の領域として、
試料内の磁束を試料の長手方向から傾けて測定する
ことを特徴とする電磁鋼板の単板磁気特性試験用試験器。 - 少なくともヨーク、励磁コイル、Bコイルをそなえる電磁鋼板単板磁気特性試験用試験器において、
該ヨークの両端部の磁極面と試料との間で、かつ該試料の長手方向に対し斜向かいの位置に、磁気抵抗が試料の半分以下のスペーサをそれぞれ配置し、
該スペーサを介して試料と磁気的に接触する該ヨークの磁極面を試料幅の5〜90%の領域として、
試料内の磁束を試料の長手方向から傾けて測定する
ことを特徴とする電磁鋼板の単板磁気特性試験用試験器。 - 少なくともヨーク、励磁コイル、Bコイルをそなえる電磁鋼板単板磁気特性試験用試験器において、
該ヨークの両端部の磁極面と試料との間で、かつ該試料の長手方向に対し斜向かいの位置に、磁気抵抗が試料の半分以下のスペーサをそれぞれ、試料の幅方向に移動可能に配置し、
該スペーサを移動させることにより、該スペーサを介して磁気的に試料と接触する該ヨークの磁極面を試料幅の5〜90%の領域として、
試料内の磁束を試料の長手方向から傾けて測定する
ことを特徴とする電磁鋼板の単板磁気特性試験用試験器。 - 請求項1ないし3に記載のいずれかの単板磁気特性試験用試験器を用いて、電磁鋼板の磁気特性を測定するに当たり、
ヨークの両端部の磁極面と試料を直接または磁気的に接触させる際、該試料の一端における接触領域と他端における接触領域について、試料の長手方向に対し斜向かいの位置で部分的に接触させ、該接触領域の試料幅に対する割合を制御することにより、
該試料内における磁束を試料の長手方向から傾けて測定する
ことを特徴とする電磁鋼板の磁気特性測定方法。
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