RU185424U1 - Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров - Google Patents
Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров Download PDFInfo
- Publication number
- RU185424U1 RU185424U1 RU2018129707U RU2018129707U RU185424U1 RU 185424 U1 RU185424 U1 RU 185424U1 RU 2018129707 U RU2018129707 U RU 2018129707U RU 2018129707 U RU2018129707 U RU 2018129707U RU 185424 U1 RU185424 U1 RU 185424U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- control
- technological
- solenoid
- hysteresis parameters
- Prior art date
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 101100545292 Homo sapiens ZNF408 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100023554 Zinc finger protein 408 Human genes 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
- G01R33/14—Measuring or plotting hysteresis curves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для технологического контроля гистерезисных параметров высокоэнергетических постоянных магнитов. Сущность: устройство выполнено в виде шкафной конструкции, состоящей из трех секций (1-3). Первая секция (1) содержит переднюю панель (4) со средствами управления и индикаторами, устройство управления – контроллер (5) с модулем дискретных входов/выходов, источник (6) зарядного тока. Вторая секция (2) содержит тиристорный ключ (7), соленоид (8) с индукционными датчиками, нагреватель (9), механизм (10) лифта подачи. В третьей секции (3) размещен емкостной накопитель (11). Технический результат: обеспечение возможности контроля стабильности характеристик постоянных магнитов как в нормальных климатических условиях, так и в условиях повышенных температур. 3 ил.
Description
Устройство относится к области электротехники и может быть использовано для технологического контроля гистерезисных параметров высокоэнергетических постоянных магнитов (ПМ).
Во многих устройствах и электрических машинах широко применяются ПМ из редкоземельных металлов (РЗМ) на основе SmCo5, Sm2Co17 и N2Fe14B, которые имеют значение энергетического произведения (ВН)мах до 350 кДж/м^3 и более, значение остаточной индукции Br в пределах от 0,7 до 1,3 Тл и более, коэрцитивной силы по намагниченности Нсм в пределах 1000-2000 кА/м и более. Уровень напряженности магнитного поля, требуемого для намагничивания таких ПМ находится в интервале Н=3200-4000 кА/м, а иногда и выше. В производстве, как правило, возникает необходимость контролировать остаточную индукцию Br и коэрцитивную силу по индукции Hсв, включенных в требования чертежа. Иногда требуется знать так же и коэрцитивную силу по намагниченности Нсм, энергетическое произведение ВНmax ПМ.
Наиболее важным из перечисленных выше параметров является коэрцитивная сила по намагниченности Нсм, ответственная за стабильность ПМ. Для низкокоэрцитивных материалов параметр Нсм может быть найден достаточно простым способом, например, путем пропускания тока в соленоиде, магнитное поле которого размагничивает образец до нуля. По значению этого тока определяют напряженность размагничивающего поля, т.е. коэрцитивную силу Нс. Прибор, осуществляющий измерения коэрцитивной силы подобным способом называют коэрцитиметром.
Из существующей техники известен магнитный анализатор (коэрцитиметр) МА-412ММ, который оснащен датчиками и индикаторными устройствами: светодиодным и графическим дисплеями. Прибор обладает внутренней памятью для хранения и обработки результатов контроля на ПК [1]. Недостатком данного технического решения является относительно низкое (до 50 кА/м) значение максимальной напряженности магнитного поля для контроля ПМ из РЗМ.
Наиболее близкими к заявленному техническому решению являются импульсные полевые магнитометры Hirst Magnetic Instruments Ltd серии PFM [2]. Импульсные полевые магнитометры позволяют получить магнитное поле достаточное чтобы насытить любой магнитный материал. В результате контроля может быть получена полная петля гистерезиса. Установки PFM14 предлагаются для получения в условиях производства полей до 10 и даже 20 Тесла. Готовые магниты можно оставить полностью насыщенными, откалиброванными до определенного значения или полностью размагниченными. Система обеспечивает контроль ПМ при стандартных температурах: 20°С, 23°С и 25°С.
Недостатками данного технического решения является то, что в рассматриваемых установках отсутствует возможность контролировать стабильность характеристик ПМ в условиях повышенных температур.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанного недостатка.
Данная задача решается за счет того, что технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров, выполнен в виде шкафной конструкции, состоящей из трех секций 1…3; секция 1 содержит переднюю панель со средствами управления и индикаторами 4, устройство управления - контроллер с модулем дискретных входов/выходов 5, источник зарядного тока 6; секция 2 содержит тиристорный ключ 7, соленоид с индукционными датчиками 8, нагреватель 9, механизм лифта подачи 10; в секции 3 размещен емкостной накопитель 11.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность, благодаря наличию нагревателя и механизма лифта подачи, контролировать стабильность характеристик ПМ как в нормальных климатических условиях, так и в условиях повышенных температур.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1.
Контроль параметров ПМ производится в разомкнутой магнитной цепи при воздействии на объект испытания импульсного двухполярного магнитного поля, создаваемого путем разряда емкостного накопителя энергии на специальный индуктор (соленоид), оснащенный системой измерительных катушек - индукционных датчиков, реагирующих на переменное магнитное поле. В отличие от установок, в которых используется принцип неполной замкнутой магнитной цепи, и процесс измерения параметров ПМ происходит в зазоре электромагнита со сталью, предлагаемое оборудование, реализующее метод измерения в разомкнутой магнитной цепи, имеет существенное преимущество. Отсутствие магнитопровода в заявляемой установке исключает возникновение дополнительных погрешностей обусловленных вихревыми токами и насыщением стали магнитной цепи установок, что заметно повышает точность и достоверность результатов измерений. При этом, благодаря достигаемой в импульсе высокой напряженности поля в соленоиде обеспечивается перемагничивание высокоэнергетических ПМ по предельной петле гистерезиса при относительно меньших массогабаритных показателях оборудования.
Источник зарядного тока представляет собой однофазный повышающий трансформатор с выпрямителем на стороне высокого напряжения. В подключенном к его выходу емкостном накопителе энергии запасется до 30-35 кДж. Через управляемый устройством управления ключ емкостной накопитель разряжается на специальный индуктор (соленоид). Полученный таким образом двухполярный импульс воздействует на находящийся в рабочей зоне исследуемый образец ПМ. Система первичных измерительных преобразователей индукционного типа выделяет сигналы, пропорциональные разным измеряемым параметрам: намагниченности ПМ M(t), индукции B(t) и напряженности магнитного поля H(t).
В результате воздействия двухполярного импульсного магнитного поля длительностью около 80 мс в рабочей зоне соленоида происходит перемагничивание ПМ. Амплитуда и форма электрических сигналов, индуцированных в датчиках, зависят от величины напряженности поля и свойств контролируемого магнита.
На фиг. 2 приведен пример осциллограмм регистрируемых сигналов. Сигнал, пропорциональный потокосцеплению магнитного поля, в соленоиде (12), сигнал, соответствующий намагниченности образца (13).
Результаты опыта обрабатываются с использованием специализированного программного обеспечения на основе решения системы параметрических уравнений, имеющей вид [3]:
где 
- напряженность магнитного поля в точке наблюдения Q;
ρ - весовая функция измерительной катушки, показывающая влияние каждого элементарного объема на магнитный поток, сцепленный с измерительной катушкой;
В результате обработки результатов опыта выполняется построение кривых перемагничивания и намагниченности ПМ и расчет значений Br, Нсм, Нсв, (BH)max.
На фиг. 3 приведен пример кривой перемагничивания ПМ.
В случае необходимости провести контроль ПМ при повышенной температуре испытуемый образец с помощью механизма лифта подачи 10 поднимается в нагреватель 9 и после нагрева до заданной температуры автоматически перемещается в соленоид с индукционными датчиками 8. Затем немедленно выполняется процедура контроля.
Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров позволяет производить следующие операции: намагничивание ПМ; частичное и полное размагничивание ПМ до заданного уровня (калибровку) в том числе до 0 Тл; контроль коэрцитивной силы по намагниченности; контроль коэрцитивной силы по индукции; контроль остаточной индукции. Контроль параметров ПМ возможно выполнять в диапазоне температур: (20÷160)°С.
Источники информации
1. http://www.elizpribor.ru/catalog/nerazrushaushiy-ekologicheskiy-kontrol/defektoskopy/defektoskopy-rossiya-i-sng/ma-412mm_print.htm.
2. http://www.hirst-magnetics.com/character/pfm.shtml.
3. Нестерин В.А. Оборудование для импульсного намагничивания и контроля постоянных магнитов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 88 с.
Claims (1)
- Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров, характеризующийся тем, что выполнен в виде шкафной конструкции, состоящей из трех секций; первая секция содержит переднюю панель со средствами управления и индикаторами, устройство управления - контроллер с модулем дискретных входов/выходов, источник зарядного тока; вторая секция содержит тиристорный ключ, соленоид с индукционными датчиками, нагреватель, механизм лифта подачи; в третьей секции размещен емкостной накопитель.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129707U RU185424U1 (ru) | 2018-08-14 | 2018-08-14 | Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129707U RU185424U1 (ru) | 2018-08-14 | 2018-08-14 | Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU185424U1 true RU185424U1 (ru) | 2018-12-04 |
Family
ID=64577167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129707U RU185424U1 (ru) | 2018-08-14 | 2018-08-14 | Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU185424U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2793154C1 (ru) * | 2022-08-26 | 2023-03-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Способ измерения ВН-характеристик постоянных магнитов |
-
2018
- 2018-08-14 RU RU2018129707U patent/RU185424U1/ru active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| В.А.Нестерин и др. Экспресс-контроль гистерезисных параметров редкоземельных постоянных магнитов / Материалы XII Всероссийской научно-технической конференции "Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем". - г.Чебоксары: Из-во Чувашского университета, 2017, стр.281-283. * |
| В.А.Нестерин. Разработка и исследование оборудования для импульсного намагничивания высокоэнергетических постоянных магнитов в целях создания нового поколения электрических машин и магнитных систем на их основе. Диссертация на соискание уч. степ. доктора технических наук, г.Чебоксары, 1995. * |
| В.А.Нестерин. Разработка и исследование оборудования для импульсного намагничивания высокоэнергетических постоянных магнитов в целях создания нового поколения электрических машин и магнитных систем на их основе. Диссертация на соискание уч. степ. доктора технических наук, г.Чебоксары, 1995. В.А.Нестерин и др. Экспресс-контроль гистерезисных параметров редкоземельных постоянных магнитов / Материалы XII Всероссийской научно-технической конференции "Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем". - г.Чебоксары: Из-во Чувашского университета, 2017, стр.281-283. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2793154C1 (ru) * | 2022-08-26 | 2023-03-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Способ измерения ВН-характеристик постоянных магнитов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2821800B1 (en) | Current detection device | |
| Kosai et al. | Experimental investigation of DC-bias related core losses in a boost inductor | |
| Talebian et al. | Study on classical and excess eddy currents losses of Terfenol-D | |
| SU973040A3 (ru) | Способ измерени параметров механической нагрузки на ферромагнитное тело и устройство дл его осуществлени | |
| GB1249274A (en) | Magnetically determining mechanical properties of moving ferro-magnetic materials | |
| RU185424U1 (ru) | Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров | |
| US5565774A (en) | Characterisation of magnetic materials via a pulsed, field strength variable magnetic field transmitter and a sensor with eddy current component removal | |
| Bruce et al. | Remanent flux in current-transformer cores | |
| JP6934740B2 (ja) | 磁化測定方法 | |
| Oxley | Apparatus for magnetization and efficient demagnetization of soft magnetic materials | |
| RU166304U1 (ru) | Магнитный структуроскоп | |
| Kachniarz et al. | Magnetoelastic Villari effect in ferrite materials for force and stress sensors working in low magnetizing field region | |
| Augustyniak et al. | Multiparameter magnetomechanical NDE | |
| RU2613588C1 (ru) | Способ определения напряжённости намагничивающего поля в магнитометрах со сверхпроводящим соленоидом | |
| Pala et al. | Effect of measurement conditions on Barkhausen noise parameters | |
| Jahidin et al. | Magnetic properties of grain-oriented and non-oriented silicon iron core arrangements | |
| JPS62108148A (ja) | 金属の材質検知方法及びその装置 | |
| RU99188U1 (ru) | Приставное магнитное устройство | |
| Weiss et al. | A Microprocessor-controlled high-field instrument for measurement of intrinsic magnetization phenomena | |
| Yang et al. | Design and Hardware Experiment of Concentrating Magnetic Ring of Current Sensors Used in Open-Loop Fluxgate | |
| SU1714545A1 (ru) | Способ отбраковки посто нных магнитов | |
| SU974314A1 (ru) | Способ испытани образцов магнитотвердых материалов | |
| Blažek et al. | New generation of magnetic relaxation sensors based on the melt-spun FeCoBCu alloys | |
| de Moraes et al. | Measurement equipment for characterization of ferromagnetic materials | |
| SU788064A1 (ru) | Способ измерени релаксационной коэрцитивной силы ферромагнитных образцов |