Способ определения удельных потерь в образцах магнитомягких материалов

 

Изобретение относится к технике магнитных измерений и предназначено для определения удельных потерь в образцах магнитомягких материалов. Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения путем измерения потерь при любом законе изменения магнитной индукции - достигается тем, что предварительно определяют напряженность поля, постоянную для образцов заданной марки магнитомягкого материала при найденном значении амплитуды магнитной, индукции и выбранном законе ее изменения. Удельные потери определяют по формуле, приведенной в описании изобретения. Для заданной марки магнитомягкого материала, найденного амплитудного значения магнитной индукции и выбранного закона ее изменения предварительно определяют коэффициент пропорциональности совместно с предварительно определяемой напряженностью поля путем измерения пар значений удельных потерь и динамической коэрцитивной силы при двух или более частотах перемагничивания, и решения системы уравнений, приведенных в описании изобретения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 R 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4673193/21 (22) 03.04.89 (46) 15.11,91. Бюл. М 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромвшиностроения (72) В.К. Новиков, B.Â. Крохин, В.В. Моисеенко и Ю,В. Казарин (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 828137, кл. 6 01 R 33/12, 1978. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ ПОТЕРЬ В ОБРАЗЦАХ МАГНИТОМЯГКИХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике магнитных измерений и предназначено для определения удельных потерь в образцах магнитомягких материалов. Цель изобретения — повышение точности и расширение области применения путем измерения поИзобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для определения удельных потерь в образцах магнитомягких материалов, например электротехнических сталях, пермаллоях, аморфных сталях.

Цель изобретения — повышение точности и расширение области применения путем измерения потерь при любом законе. изменения магнитной индукции, Сущность способа заключается в следуЮщем.

Известно, что удельные магнитные потери Руд определяются по формуле т. Ж 1691800 Al терь при любом законе изменения магнитной индукции — достигается тем, что предварительно определяют напряженность поля, постоянную для образцов заданной марки магнитомягкого материала при найденном значении амплитуды магнитной. индукции и выбранном законе ее изменения. Удельные потери определяют по формуле, приведенной в описании изобретения. Для заданной марки магнитомягкого материала, найденного амплитудного значения магнитной индукции и выбранного закона ее изменения предварительно определяют коэффициент пропорциональности совместно с предварительно определяемой напряженностью поля путем измерения пар значений удельных потерь и динамической коэрцитивной силы при двух или более частотах перемагничивания, и решения системы уравнений, приведенных в описании изобретения, 1 э.п. ф-лы, 1 ил. где у- плотность материала образца;

Н(1), B(t) — напряженность поля и магнитная индукция в образце;

W — энергия потерь на перемагничивание;

f — частота перемагничивающего сигнала.

Определение зависимости удельных потерь от динамической коэрцитивной силы

РУд(Нсд) проводится на основе уравнения динамического состояния

Н(т) = Нст(В)+, (2)

I dB где R(B) — приведенное динамическое сопротивление материала образца;

1691800

Н т(В) — напряженность поля по статической характеристике Вст(Н), соответствующая индукции В(1).

В наиболее общем случае при совместном влиянии на процесс перемагничивания вихревых токов и магнитной вязкости для величины R(B) известно выражение

1 + 1 1

RRBR Б.1 1ВВ)+ Rn2 2 В Ж F+B$ (3)

ГдЕ ВЫ Е1(В),В п2Е2(В),RmF(B) — ПрИВЕдЕННЫЕ динамические сопротивления, обусловленные вязкостью и вихревыми токами, и суммарное соответственно.

Рассматривается циклическое перемагничивание магнитомягкого материала

B(t) = В g(et) = 8mg (х), (4) где Bm — амплитуда индукции; в = 2 к f — круговая частота; ф(х) — периодическая функция монотонно изменяющаяся в интервале, ограниченном одинаковыми положительным и отрицательным значениями, равными единице, Из уравнений (1) и (2) получаем

dB

f, т (dt)

Руд = — ф Нст (В) d B + () а (В

dt. (5)

Первое слагаемое в этом уравнении, описывающее потери на гистерезис Р г,уд, можно записать в виде

Рг.уд = — H c Bm ф пст (Ь) оЬ =

У

= — К(В)Н В

f у

J (6)

В Н где Ь = В, Пст (Ь) = -Нт —, П\ Н с

Н g — K03p4MTL1BH3A сила flo статической симметричной непредельной петле гистерезиса с максимальной индукцией, равной Bm, Кг- коэффициент, зависящий от формы статической петли гистерезиса, амплитуды индукции Bm, имеет конкретное значение.

Второе слагаемое в уравнении (5), описывающее динамические потери с учетом (3) преобразуется к виду

Рд.уд — )х . (7) где R — значение R(B) при В=О;

Jx — коэффициент пропорциональности, учитывающий механизм перемагничивания и закон изменения магнитной индукции, равный г л („)

J» -f -тткрд dx. (8)

Функция F(B(x)) определяется из уравнения (3), 10

Динамическая коэрцитивная сила определяется иэ уравнения (2) при В=О. вВП, Нсд=Нс+ фе (9)

d x гдефъе— х - х (В - 0)

Из выражений(5) -(9) получаем выражение для полной удельной мощности потерь на перемагничивание при произвольной форме сигнала и механизме перемагничивания

Руд = — В m (Н сд + Н о), Kf

r, (10) где К = Jx/т/!е — коэффициент, постоянный для выбранных закона изменения магнитной индукции и образцов конкретной марки

MM

»

Hp — = Н с 1

Но — напряженность магнитного поля, постоянная для образцов заданной марки

ММ при найденном значении амплитуды и выбранном законе изменения магнитной

25 индукции.

Как следует из сказанного, коэффициенты К и Но определяются законом изменения (формой) магнитной индукции и механизмом перемагничивания и, следовательно, 30 не зависят от частоты перемагничивающего сигнала. Поэтому формула (10) справедлива для различных частот перемагничивающих сигналов.

На чертеже представлена блок-схема

35 устройства, реализующего способ.

Устройство содержит генератор 1, подключенный к намагничивающей обмотке испытываемого образца 2, измерительный резистор 3. К измерительной обмотке подключен интегратор 4, соединенный с входами пикового детектора 5 и нуль-органа

6. Измерительный резистор 3 соединен с информационным входом устройства 7 выборки и хранения. Управляющий вход уст45 ройства 7 соединен с выходом нуль-органа

6. Входы сумматора 8 соединены с выходами устройства 7 выборки и хранения и задатчика 9 Hp. Два входа перемножителя 10 подключены к выходам пикового детектора

50 5 и сумматора 8. К третьему входу перемножителя 10 подключен задатчик 11 величин

Кт, f, r. К ВЫХОду ПЕрЕМНОжИтЕЛя 11 ПОдКЛЮчен регистрирующий прибор 12.

Определение удельных потерь в образцах ММ производят следующим образом, Гснератор 1 формирует намагничивающий ток, обеспечивающий нужный закон изменения индукции ф(х). Сигнал, пропорциональныймагнитному полю с иэмерительно1691800

K f1

Руд1 В(п(Нсд1 + Но), Руд2 Вв(Нсд2 + Ho);

Kb

К п

Руда = — Вт(Нсдп + Но): у где п — количество частот, на которых производится измерение.

Составитель Л. Устинова

Редактор М. Келемеш Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Ципле

Заказ 3927 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 го резистора 3, поступает в устройство 7 выборки и хранения, а сигнал, пропорциональный скорости изменения индукции, поступает на вход интегратора 4. С выхода интегратора 4 сигнал, пропорциональный 5 индукции, поступает на пиковый детектор 5 и на нуль-орган 6. Последний в момет, когда индукция равна нулю, формирует импульс, разрешающий запоминание сигнала, пропорционального Нсд устройством 7 выборки 10 и хранения. Этот сигнал поступает на сумматор 8, где он суммируется с величиной

0(НО), формируемой в задатчике 9 0(НО).

Сигналы с задатчика 10 U(Kr, f, у), пикового детектора 5 и сумматора 8 поступают на 15 перемножитель 11 и с него на регистрирующий прибор 12, отградуированный в единицах удельных потерь.

Формула изобретения

1. Способ определения удельных по- 20 терь в образцах магнитомягких материалов, включающий периодическое перемагничивание образца магнитомягкого материала при монотонном изменении магнитной индукции в интервале, ограниченном одинако- 25 выми положительными и отрицательными амплитудными Значениями магнитной индукции, определение амплитудного значения магнитной индукции, динамической коэрцитивной силы образца магнитомягко- 30 го материала и коэффициента пропорциональности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения путем измерения потерь при любом законе изменения магнит- 35 ной индукции, предварительно определяют напряженность поля, постоянную для образцов заданной марки магнитомягкого материала при найденном значении амплитуды магнитной индукции и выбранном законе ее изменения, а удельные потери определяют по формуле

Kf Bm

Руд = — (нсд+ но), у где у- плотность магнитомягкого материала.

f — частота перемагничивания;

Bm — амплитудное значение магнитной индукции;

Нсд-динамическая коэрцитивная сила;

К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Но — предварительно определяемая напряженность поля.

2. Способ по и. 1 о тл и ч а ю щи и с я тем, что для заданной марки магнитомягкого материала, найденного амплитудного значения магнитной индукции и выбранного закона ее изменения предварительно определяют коэффициент пропорциональности совместно с предварительно определяемой напряженностью поля путем измерения пар значений удельных потерь и динамической коэрцитивной силы при двух или более частотах перемагничивания и решения системы уравнений вида