[發(fā)明專利]封閉磁路磁芯剩磁的測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310602733.8
• 申請(qǐng)日: 2013-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN103675728A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪友華;戈文祺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R33/12
• 分類號(hào): G01R33/12;G01R33/02
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

1.封閉磁路磁芯剩磁的測(cè)量方法，其特征在于步驟如下：

第一步，建立待測(cè)封閉磁路磁芯的仿真模型

根據(jù)待測(cè)封閉磁路磁芯的結(jié)構(gòu)尺寸在裝有電磁場(chǎng)仿真軟件Magnet程序的電腦中畫出待測(cè)封閉磁路磁芯模型，并根據(jù)待測(cè)封閉磁路磁芯的材料特性參數(shù)在電磁場(chǎng)仿真軟件Magnet中設(shè)置磁芯材料屬性，由此在電磁場(chǎng)仿真軟件Magnet中建立起待測(cè)封閉磁路磁芯的仿真模型；

第二步，在仿真模型中得出待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型另一側(cè)的測(cè)量線圈中的電流變化值，并進(jìn)一步得到待測(cè)封閉磁路磁芯的剩磁與電流變化值的關(guān)系

以下（1）到（3）步的操作均是在第一步得到的電磁場(chǎng)仿真軟件Magnet中建立的待測(cè)封閉磁路磁芯的仿真模型上進(jìn)行的，

（1）在第一步所述的待測(cè)封閉磁路磁芯的結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，求出該磁芯等效磁路的長(zhǎng)度l，根據(jù)B-H磁化曲線以及安培環(huán)路定理計(jì)算需在待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型的一側(cè)的剩磁線圈中注入的直流電流的大小，并記錄加載直流電流的方向設(shè)為剩磁正方向，在待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型的一側(cè)的剩磁線圈中注入上述所求出的直流電流，模擬設(shè)置待測(cè)封閉磁路磁芯內(nèi)不同的剩磁值，確定該剩磁范圍；

（2）在電磁場(chǎng)仿真軟件Magnet中分別設(shè)置剩余磁通密度為0.3T、0.7T和1.26T，在待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型的另一側(cè)的測(cè)量線圈上加載產(chǎn)生10%到100%飽和磁通范圍的磁通對(duì)應(yīng)的7～10組的系列直流電壓激勵(lì)，觀測(cè)上述過程中待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型另一側(cè)的測(cè)量線圈電流的分布，取其中使待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型另一側(cè)的測(cè)量線圈電流有明顯變化的最小直流電壓U₀為暫態(tài)激勵(lì)電壓值；

（3）在待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型的另一側(cè)的測(cè)量線圈中用直流電壓源進(jìn)行電路暫態(tài)合閘操作，測(cè)量待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型另一側(cè)的測(cè)量線圈電流產(chǎn)生的暫態(tài)過程，即在待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型的另一側(cè)的測(cè)量線圈中，加載正、負(fù)向等值直流電壓U₀激勵(lì)并進(jìn)行暫態(tài)仿真，對(duì)應(yīng)得到待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型的另一側(cè)的測(cè)量線圈中的電流；

第三步，對(duì)得到的待測(cè)封閉磁路磁芯的仿真模型另一側(cè)的測(cè)量線圈電流進(jìn)行采集分析

設(shè)置剩磁7～10組，按第二步（3）中方法，獲得各組待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型的一側(cè)的剩磁線圈中的剩磁對(duì)應(yīng)的待測(cè)封閉磁路磁芯的仿真模型另一側(cè)的測(cè)量線圈電流，用數(shù)據(jù)分析工具M(jìn)atlab對(duì)得到的待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型另一側(cè)的測(cè)量線圈電流進(jìn)行采集分析，得到待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型的另一側(cè)的測(cè)量線圈中的電流變化值并將設(shè)置剩磁與對(duì)應(yīng)的電流變化值數(shù)據(jù)擬合，由此得出待測(cè)封閉磁路磁芯仿真模型測(cè)量線圈電流變化值與剩磁的關(guān)系的剩磁計(jì)算公式：

Br=aebIp‾+cedIp‾---(1)]]>

上式中，Br為剩磁，a，b，c，d是由Matlab仿真軟件，通過擬合待測(cè)封閉磁路磁芯的仿真模型另一側(cè)的測(cè)量線圈電流變化值與剩磁的關(guān)系曲線獲得的參數(shù)，僅與封閉磁路磁芯結(jié)構(gòu)尺寸和材料參數(shù)有關(guān)；

第四步，確定待測(cè)封閉磁路磁芯的剩磁

依據(jù)上述仿真模型，對(duì)待測(cè)封閉磁路磁芯的實(shí)體搭建待測(cè)封閉磁路磁芯的試驗(yàn)測(cè)量裝置，該裝置由待測(cè)封閉磁路磁芯、直流電壓源、數(shù)字示波器、電流測(cè)量探針、斷路器、電阻和電腦數(shù)據(jù)采集處理器組成；操作方法是：將斷路器合閘，待測(cè)封閉磁路磁芯的測(cè)量線圈連接至可以調(diào)節(jié)正、負(fù)激勵(lì)方向的直流電壓源，在待測(cè)封閉磁路磁芯的測(cè)量線圈上分別加載正、負(fù)向第二步（2）中確定的直流電壓U₀，激勵(lì)進(jìn)行暫態(tài)試驗(yàn)，將數(shù)字示波器接入測(cè)量電路，觀察在上述正、負(fù)向直流電壓U₀激勵(lì)下待測(cè)封閉磁路磁芯的測(cè)量線圈中的電流變化，數(shù)字示波器與電腦數(shù)據(jù)采集處理器的對(duì)應(yīng)輸入端相連，將數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦數(shù)據(jù)采集處理器進(jìn)行后續(xù)處理，即通過數(shù)字示波器的電流測(cè)量探針記錄的測(cè)量待測(cè)封閉磁路磁芯的測(cè)量線圈的電流，利用數(shù)據(jù)分析工具M(jìn)atlab對(duì)該數(shù)字示波器中獲取的待測(cè)封閉磁路磁芯的測(cè)量線圈的電流進(jìn)行分析，得到待測(cè)封閉磁路磁芯的測(cè)量線圈電流變化值將待測(cè)封閉磁路磁芯的測(cè)量線圈電流變化值代入上述剩磁計(jì)算公式（1）中，最終計(jì)算得到上述待測(cè)封閉磁路磁芯的剩磁值。