RU185424U1 - Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров - Google Patents

Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров Download PDF

Info

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
Application number
RU2018129707U
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Семенович Генин
Александр Дмитриевич Пантеев
Валерий Алексеевич Нестерин
Алексей Валерьевич Нестерин
Original Assignee
Акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод" filed Critical Акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод"
Priority to RU2018129707U priority Critical patent/RU185424U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU185424U1 publication Critical patent/RU185424U1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
    • G01R33/14Measuring 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]:
Figure 00000001
где
Figure 00000002
- напряженность магнитного поля в точке наблюдения Q;
Figure 00000003
- намагниченность магнита в точке Р;
Figure 00000004
- нормаль к поверхности S в точке интегрирования;
Figure 00000005
- радиус-вектор, соединяющий точки наблюдения Р и Q;
Figure 00000006
- функция, описывающая предельную петлю гистерезиса во втором квадранте (кривую размагничивания);
ρ - весовая функция измерительной катушки, показывающая влияние каждого элементарного объема на магнитный поток, сцепленный с измерительной катушкой;
Figure 00000007
- измеренная зависимость потока поля магнита в измерительной катушке от напряженности внешнего поля.
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)

  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.
RU2018129707U 2018-08-14 2018-08-14 Технологический коэрцитиметр магнитных гистерезисных параметров RU185424U1 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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