RU2699235C1 - Method for measuring magnetic induction of permanent magnets - Google Patents

Method for measuring magnetic induction of permanent magnets Download PDF

Info

Publication number
RU2699235C1
RU2699235C1 RU2019106771A RU2019106771A RU2699235C1 RU 2699235 C1 RU2699235 C1 RU 2699235C1 RU 2019106771 A RU2019106771 A RU 2019106771A RU 2019106771 A RU2019106771 A RU 2019106771A RU 2699235 C1 RU2699235 C1 RU 2699235C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
gap
permanent magnets
real
induction
Prior art date
Application number
RU2019106771A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Нина Андреевна Белокурова
Андрей Борисович Захаренко
Кристина Сергеевна Осикова
Максим Евгеньевич Решетников
Original Assignee
Андрей Борисович Захаренко
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 Андрей Борисович Захаренко filed Critical Андрей Борисович Захаренко
Priority to RU2019106771A priority Critical patent/RU2699235C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2699235C1 publication Critical patent/RU2699235C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.SUBSTANCE: invention relates to magnetic measurements and can be used in measuring magnetic induction on the surface of permanent magnets. Method for measuring magnetic induction of permanent magnets comprises steps of measuring the magnetic field of the system using a magnetic field sensor, wherein magnetic field of permanent magnets is measured in the cylindrical magnetic system gap, simulating the magnetic system of the real rotary magnetoelectric machine and consisting of an internal magnetic core with permanent magnets and an external magnetic conductor, gap between two ferromagnetic magnetic conductors has a value allowing to insert a probe of a teslameter into it and measure magnetic induction, wherein the size and uniformity of the gap is provided by non-magnetic wedges.EFFECT: possibility of measuring magnetic induction using a magnetic system simulator of a magnetoelectric machine and a magnetic field sensor without using a real magnetic system of a magnetoelectric machine.8 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано при измерении магнитной индукции на поверхности постоянных магнитов, предназначенных для возбуждения синхронной электрической машины, при входном контроле постоянных магнитов.The invention relates to the field of magnetic measurements and can be used to measure magnetic induction on the surface of permanent magnets designed to excite a synchronous electric machine, with the input control of permanent magnets.

Известна полезная модель Конструкция оснастки для измерения магнитной индукции постоянных магнитов при рабочей температуре (Патент на полезную модель РФ 138369 МПК G01R 33/00, авторы Захаренко А.Б., Мартынова С.А.), характеризующаяся тем, что оснастка состоит из двух ферромагнитных магнитопроводов и боковых ферромагнитных пластин, внутрь оснастки помещены не менее трех постоянных магнитов, зазор между двумя ферромагнитными магнитопроводами позволяет внести в него щуп тесламетра и провести измерение магнитной индукции в точках на поверхности центрального постоянного магнита.A utility model is known A tooling design for measuring the magnetic induction of permanent magnets at operating temperature (Utility Model Patent of the Russian Federation 138369 IPC G01R 33/00, authors Zakharenko AB, Martynova SA), characterized in that the tool consists of two ferromagnetic magnetic circuits and side ferromagnetic plates, at least three permanent magnets are placed inside the equipment, the gap between the two ferromagnetic magnetic circuits allows you to insert a teslameter probe into it and measure the magnetic induction at points on the surface central permanent magnet.

Недостатком аналога является то, что он описывает конструкцию оснастки, но не способ измерения магнитной индукции. Кроме того, конструкция оснастки - плоская и методическая погрешность при измерении магнитной индукции постоянных магнитов для цилиндрической электрической машины - весьма существенна.The disadvantage of the analogue is that it describes the design of the snap, but not a method of measuring magnetic induction. In addition, the design of the equipment - a flat and methodological error in measuring the magnetic induction of permanent magnets for a cylindrical electric machine - is very significant.

Прототипом предложенного изобретения, является Способ и устройство для определения дефектов изготовления, сборки и установки магнитных систем (Патент на изобретение РФ 2431859 МПК G01R 33/00, в части способа). Способ определения дефектов магнитной системы, содержит следующие шаги:The prototype of the proposed invention is a Method and device for determining defects in the manufacture, assembly and installation of magnetic systems (Patent for the invention of the Russian Federation 2431859 IPC G01R 33/00, in part of the method). A method for determining defects in a magnetic system comprises the following steps:

- измеряют магнитное поле системы около магнитной системы с помощью, по меньшей мере, одного датчика магнитного поля;- measure the magnetic field of the system near the magnetic system using at least one magnetic field sensor;

- формулируют, по меньшей мере, одно уравнение, связывающее измеренное магнитное поле с гипотетическим магнитным полем магнитной системы, имеющей один или более дефектов, выраженным в форме зависимости от одного или более параметров, описывающих указанные дефекты;- formulate at least one equation relating the measured magnetic field to a hypothetical magnetic field of a magnetic system having one or more defects, expressed in the form of a dependence on one or more parameters describing these defects;

- решают сформулированные уравнения с получением параметров, описывающих дефекты.- solve the formulated equations with obtaining parameters describing the defects.

Недостатком прототипа является то, что магнитное поле измеряют около магнитной системы, а не внутри нее. Поэтому снижается точность измерений.The disadvantage of the prototype is that the magnetic field is measured near the magnetic system, and not inside it. Therefore, the accuracy of the measurements is reduced.

При входном контроле постоянных магнитов 1 и 2, намагниченных как показано на фигуре 1 и предназначенных для возбуждения синхронной магнитоэлектрической машины, поперечное сечение которой показано на фигуре 2, необходимо провести измерение магнитной индукции на поверхности вышеупомянутых постоянных магнитов. Если, например, постоянный магнит 1 не расположен внутри магнитной системы магнитоэлектрической машины, то характер и величина распределения его магнитного поля, силовые линии которого показаны на фигуре 3, существенно отличается от его магнитного поля внутри магнитной системы магнитоэлектрической машины. Поэтому распределение магнитной индукции В 3, магнита 1, расположенного вне магнитной системы, показанное на фигуре 4, существенно отличается от распределения магнитной индукции В 4, которое было бы при размещении магнита 1 внутри магнитной системы магнитоэлектрической машины.When the input control of the permanent magnets 1 and 2, magnetized as shown in figure 1 and designed to excite a synchronous magnetoelectric machine, the cross section of which is shown in figure 2, it is necessary to measure the magnetic induction on the surface of the aforementioned permanent magnets. If, for example, the permanent magnet 1 is not located inside the magnetic system of the magnetoelectric machine, then the nature and size of the distribution of its magnetic field, the lines of force of which are shown in Figure 3, differs significantly from its magnetic field inside the magnetic system of the magnetoelectric machine. Therefore, the distribution of the magnetic induction B 3 of the magnet 1 located outside the magnetic system shown in FIG. 4 is significantly different from the distribution of the magnetic induction B 4, which would be when placing magnet 1 inside the magnetic system of the magnetoelectric machine.

Наилучшим способом измерения реального распределения магнитной индукции постоянного магнита является размещение его в магнитной системе магнитоэлектрической машины. Однако, сделать это часто невозможно по ряду причин:The best way to measure the real distribution of the magnetic induction of a permanent magnet is to place it in the magnetic system of a magnetoelectric machine. However, this is often not possible for several reasons:

1) Малая величина зазора между статором и ротором магнитоэлектрической машины часто не позволяет ввести в него щуп тесламетра.1) The small gap between the stator and the rotor of the magnetoelectric machine often does not allow the insertion of a teslameter probe into it.

2) На этапе входного контроля постоянных магнитов магнитная система магнитоэлектрической машины еще не укомплектована в связи с отсутствием необходимых компонентов.2) At the stage of input control of permanent magnets, the magnetic system of the magnetoelectric machine has not yet been completed due to the lack of necessary components.

3) Размещение (и последующее снятие не прошедших входной контроль) постоянных магнитов на роторе магнитоэлектрической машины связано с необходимостью переборки подшипниковых узлов. Эта переборка может отрицательно сказаться на сроке службы подшипников.3) The placement (and subsequent removal of failed input control) of permanent magnets on the rotor of the magnetoelectric machine is associated with the need to re-assemble the bearing assemblies. This bulkhead may adversely affect bearing life.

Технической задачей, решаемой предложенным изобретением, является создание способа измерения магнитной индукции постоянных магнитов с использованием имитатора магнитной системы магнитоэлектрической машины и датчика магнитного поля без использования магнитной системы магнитоэлектрической машины, при котором измеренная зависимость магнитной индукции В от линейной координаты

Figure 00000001
была бы близкой к реальной, имеющей место в магнитоэлектрической машине, т.е. к зависимости 4, показанной на фигуре 4. Это необходимо, в частности, для проведения входного контроля постоянных магнитов.The technical problem solved by the proposed invention is the creation of a method for measuring the magnetic induction of permanent magnets using a simulator of the magnetic system of a magnetoelectric machine and a magnetic field sensor without using a magnetic system of a magnetoelectric machine, in which the measured dependence of magnetic induction B on the linear coordinate
Figure 00000001
would be close to real, taking place in a magnetoelectric machine, i.e. to dependence 4 shown in figure 4. This is necessary, in particular, for conducting input control of permanent magnets.

Решение технической задачи (см. фигуру 5) обеспечено тем, что измерение магнитной индукции постоянных магнитов осуществляется на имитаторе магнитной системы магнитоэлектрической машины при помощи, по меньшей мере, одного датчика магнитного поля - щупа тесламетра 5, при этом магнитное поле постоянных магнитов 1 и 2 измеряется в зазоре цилиндрической магнитной системы, имитирующей магнитную систему реальной вращательной магнитоэлектрической машины, и состоящей из внутреннего магнитопровода 6 с размещенными на нем постоянными магнитами 1, 2 и внешнего магнитопровода 7, зазор между двумя ферромагнитными магнитопроводами 6 и 7 имеет величину, позволяющую ввести в него щуп тесламетра 5 и провести измерение магнитной индукции на поверхности постоянных магнитов. Поскольку на внутренний и внешний магнитопроводы действуют радиальные магнитные силы, величина и равномерность зазора обеспечивается немагнитными клиньями 8, расположенными в воздушном зазоре под углом 120 градусов друг к другу.The solution to the technical problem (see figure 5) is ensured by the fact that the measurement of the magnetic induction of permanent magnets is carried out on a simulator of the magnetic system of a magnetoelectric machine using at least one sensor of a magnetic field - a teslameter probe 5, while the magnetic field of permanent magnets 1 and 2 measured in the gap of a cylindrical magnetic system simulating the magnetic system of a real rotational magnetoelectric machine, and consisting of an internal magnetic circuit 6 with permanent magnets 1, 2 placed on it and the external magnetic circuit 7, the gap between the two ferromagnetic magnetic circuits 6 and 7 has a size that allows you to enter the probe teslameter 5 into it and measure the magnetic induction on the surface of the permanent magnets. Since radial magnetic forces act on the internal and external magnetic cores, the size and uniformity of the gap is provided by non-magnetic wedges 8 located in the air gap at an angle of 120 degrees to each other.

Техническая задача решается, согласно изобретению, совокупностью существенных признаков, представленных в п. 1 формулы изобретения.The technical problem is solved, according to the invention, a set of essential features presented in paragraph 1 of the claims.

Объектом изобретения являются способ измерения магнитной индукции постоянных магнитов.The object of the invention is a method for measuring the magnetic induction of permanent magnets.

Техническим результатом предложенного изобретения является обеспечение возможности измерения магнитной индукции с использованием имитатора магнитной системы магнитоэлектрической машины и датчика магнитного поля без использования реальной магнитной системы магнитоэлектрической машины.The technical result of the proposed invention is the ability to measure magnetic induction using a simulator of the magnetic system of a magnetoelectric machine and a magnetic field sensor without using a real magnetic system of a magnetoelectric machine.

Наиболее сильно на зависимость

Figure 00000002
влияет величина воздушного зазора. Поскольку величина зазора имитатора магнитной системы магнитоэлектрической машины и самой магнитоэлектрической машины различна (в имитаторе величина зазора больше), масштаб зависимостей 4 (фиг. 4)
Figure 00000003
в имитаторе магнитной системы и
Figure 00000004
в реальной магнитной системе магнитоэлектрической машины (согласно фиг. 2) - различен, характер зависимостей - одинаков. Зависимость величины индукции от величины воздушного зазора обратно пропорциональна и определяется формулой:Most heavily addicted
Figure 00000002
affects the amount of air gap. Since the gap size of the simulator of the magnetic system of the magnetoelectric machine and the magnetoelectric machine itself is different (in the simulator, the gap is larger), the scale of the dependencies 4 (Fig. 4)
Figure 00000003
in the simulator of the magnetic system and
Figure 00000004
in a real magnetic system of a magnetoelectric machine (according to Fig. 2) it is different, the nature of the dependencies is the same. The dependence of the magnitude of the induction on the magnitude of the air gap is inversely proportional and is determined by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где δреал, Bреал - величины воздушного зазора и магнитной индукции в зазоре в магнитной системе реальной магнитоэлектрической машины (фиг. 2), δимитатор, Вимитатор - величины воздушного зазора и магнитной индукции в зазоре в имитаторе магнитной системы (фиг. 5) магнитоэлектрической машины.where δ real , B real - air gap and magnetic induction in the gap in the magnetic system of a real magnetoelectric machine (Fig. 2), δ simulator , B simulator - air gap and magnetic induction in the gap in the simulator of the magnetic system (Fig. 5) magnetoelectric machine.

Формула (1) определяет связь измеренного в имитаторе магнитной системы значения магнитной индукции и значения зазоре в реальной магнитоэлектрической машины.Formula (1) determines the relationship of the magnetic induction value measured in the simulator of the magnetic system and the gap value in a real magnetoelectric machine.

Для более точного повторения реальной магнитной системы магнитоэлектрической машины магнитной системой имитатора в качестве внешнего ферромагнитного магнитопровода может использоваться сердечник из массива конструкционной стали, либо навитый из электротехнической стали. В качестве внутреннего ферромагнитного магнитопровода может использоваться сердечник из массива конструкционной стали, либо навитый из электротехнической стали. Направление навивки в обоих случаях - вдоль оси магнитной системы.For a more accurate repetition of the real magnetic system of a magnetoelectric machine with a magnetic simulator system, a core made of solid structural steel or wound from electrical steel can be used as an external ferromagnetic magnetic circuit. As an internal ferromagnetic magnetic circuit, a core made of solid structural steel or wound from electrical steel can be used. The winding direction in both cases is along the axis of the magnetic system.

Claims (10)

1. Способ измерения магнитной индукции постоянных магнитов, заключающийся в измерении магнитного поля системы с помощью по меньшей мере одного датчика магнитного поля, отличающийся тем, что магнитное поле постоянных магнитов измеряется в зазоре цилиндрической магнитной системы, имитирующей магнитную систему реальной вращательной магнитоэлектрической машины и состоящей из внутреннего магнитопровода с размещенными на нем постоянными магнитами и внешнего магнитопровода, зазор между двумя ферромагнитными магнитопроводами имеет величину, позволяющую ввести в него щуп тесламетра и провести измерение магнитной индукции, при этом величина и равномерность зазора обеспечивается немагнитными клиньями.1. The method of measuring the magnetic induction of permanent magnets, which consists in measuring the magnetic field of the system using at least one magnetic field sensor, characterized in that the magnetic field of the permanent magnets is measured in the gap of a cylindrical magnetic system that simulates the magnetic system of a real rotational magnetoelectric machine and consists of internal magnetic circuit with permanent magnets placed on it and an external magnetic circuit, the gap between two ferromagnetic magnetic circuits is well, allowing it to enter teslametra probe and to measure the magnetic induction, and the magnitude and uniformity of the gap is provided nonmagnetic wedges. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что щуп тесламетра позволяет провести измерение магнитной индукции в точках на поверхности постоянных магнитов.2. The method according to p. 1, characterized in that the teslameter probe allows the measurement of magnetic induction at points on the surface of the permanent magnets. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что угол между немагнитными клиньями, расположенными в зазоре, равен 120 градусам.3. The method according to p. 1, characterized in that the angle between the non-magnetic wedges located in the gap is 120 degrees. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что связь измеренного в имитаторе магнитной системы значения магнитной индукции и значения в зазоре реальной магнитоэлектрической машины определяется формулой4. The method according to p. 1, characterized in that the relationship of the magnetic induction value measured in the simulator of the magnetic system and the value in the gap of a real magnetoelectric machine is determined by the formula
Figure 00000006
Figure 00000006
 где δреал, Bреал - величины воздушного зазора и магнитной индукции в зазоре в магнитной системе реальной магнитоэлектрической машины, δимитатор, В имитатор - величины воздушного зазора и магнитной индукции в зазоре в имитаторе магнитной системы магнитоэлектрической машины.where δ real , B real are the air gap and magnetic induction in the gap in the magnetic system of a real magnetoelectric machine, δ simulator , In the simulator are the air gap and magnetic induction in the gap in the simulator of the magnetic system of the magnetoelectric machine. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве внешнего магнитопровода используется сердечник из массива конструкционной стали.5. The method according to p. 1, characterized in that the core of an array of structural steel is used as an external magnetic circuit. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве внешнего магнитопровода используется сердечник, навитый из электротехнической стали.6. The method according to p. 1, characterized in that the core, wound from electrical steel, is used as an external magnetic circuit. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве внутреннего магнитопровода используется сердечник из массива конструкционной стали.7. The method according to p. 1, characterized in that the core of an array of structural steel is used as the internal magnetic circuit. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве внутреннего магнитопровода используется сердечник, навитый из электротехнической стали.8. The method according to p. 1, characterized in that the core, wound from electrical steel, is used as the internal magnetic circuit.
RU2019106771A 2019-03-12 2019-03-12 Method for measuring magnetic induction of permanent magnets RU2699235C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106771A RU2699235C1 (en) 2019-03-12 2019-03-12 Method for measuring magnetic induction of permanent magnets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106771A RU2699235C1 (en) 2019-03-12 2019-03-12 Method for measuring magnetic induction of permanent magnets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2699235C1 true RU2699235C1 (en) 2019-09-04

Family

ID=67851950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106771A RU2699235C1 (en) 2019-03-12 2019-03-12 Method for measuring magnetic induction of permanent magnets

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2699235C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2827203A1 (en) * 1978-06-21 1980-01-10 Fischbach Lueftungstech Shrinking cavity detection in bars of squirrel cage winding - has specified current which is passed through bar and includes instrument to measure magnetic induction
RU2328754C2 (en) * 2006-05-26 2008-07-10 (Общество С Ограниченной Ответственностью "Магнетит") (Ооо "Магнетит") Magnetometric module for measuring-analytical set for testing open magnetic systems
RU2431859C2 (en) * 2009-11-16 2011-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова" Method and device for fault detection in production, assembly and mounting of magnetic systems
CN102323514A (en) * 2011-09-01 2012-01-18 中国航空工业第六一八研究所 Intelligent detection method of motor winding magnetic potential

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2827203A1 (en) * 1978-06-21 1980-01-10 Fischbach Lueftungstech Shrinking cavity detection in bars of squirrel cage winding - has specified current which is passed through bar and includes instrument to measure magnetic induction
RU2328754C2 (en) * 2006-05-26 2008-07-10 (Общество С Ограниченной Ответственностью "Магнетит") (Ооо "Магнетит") Magnetometric module for measuring-analytical set for testing open magnetic systems
RU2431859C2 (en) * 2009-11-16 2011-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова" Method and device for fault detection in production, assembly and mounting of magnetic systems
CN102323514A (en) * 2011-09-01 2012-01-18 中国航空工业第六一八研究所 Intelligent detection method of motor winding magnetic potential

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204536523U (en) A kind of based on computer-controlled teslameter measuring system
CN109031169B (en) Nondestructive testing device and method for testing temperature-adjustable claw pole magnetic performance
CN108983126B (en) Device and method for identifying local demagnetization fault of secondary stage of linear motor
US20170123019A1 (en) Devices and methods for determining a magnetic field
CN103149544A (en) Epstein frame-based electrical sheet specific total loss measurement method
CN111044956B (en) Hysteresis loss estimation method
Stoev et al. Finite element analysis of rotating electrical machines—An educational approach
RU2699235C1 (en) Method for measuring magnetic induction of permanent magnets
Arbenz et al. Characterization of permanent magnet magnetization
Jamil et al. Development and validation of an electrical and magnetic characterization device for massive parallelepiped specimens
Mirzaeva et al. A laboratory system to produce a highly accurate and uniform magnetic field for sensor calibration
EP2902779A1 (en) System for measuring the properties of soft magnetic materials, in particular sheets and bands
CN104700977B (en) Electric energy meter DC magnetic field generator and interference test device
CN116306007A (en) Analytical calculation method for no-load stray magnetic field of outer rotor hub permanent magnet motor
CN106526333A (en) Method of obtaining quadrature-axis and direct-axis inductance of permanent magnet synchronous motor
Jardan et al. Development of a dedicated laboratory system for measurement of iron losses in high speed PMSM
Yogal et al. Measurement of eddy current loss in permanent magnets with high-frequency effects of electrical machines for hazardous locations
Kanazawa et al. Measurement and analysis of AC loss of NdFeB sintered magnet
Maeda et al. Measurement technique for magnetic flux in a motor core under operating conditions
US4060760A (en) Eddy current sensor for non-destructive testing the quality of electrically conductive through-hole plating in printed circuit boards
RU2431859C2 (en) Method and device for fault detection in production, assembly and mounting of magnetic systems
CN107563100B (en) Method for analyzing contact resistance change rule based on black box theory
RU138369U1 (en) ACCESSORIES DESIGN FOR MEASURING MAGNETIC INDUCTION OF PERMANENT MAGNETS AT WORKING TEMPERATURE
Guo et al. Calibration of sensing coils of a three-dimensional magnetic property tester
Abersfelder et al. Prediction of electric motor performance by in-line testing of permanent excited rotors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210313