[發明專利]一種納米晶旋轉磁特性測試系統及測量方法

有效

• 申請號: 201710760713.1
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN109425840B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 李永建;王利祥;李昂軒;張長庚;陳瑞穎
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 天津展譽專利代理有限公司 12221
• 代理人: 任海波

本發明公開了一種納米晶旋轉磁特性測試系統及測量方法，屬于納米晶材料磁特性測量設備，涉及納米晶材料旋轉磁特性測量裝置和測量方法。包括NI工控機、LabVIEW信號發生和采集板卡、旋轉磁特性測試儀、功率放大器、阻抗匹配電容箱、B?H復合磁傳感器及差分放大電路；本發明兩正交磁路采用對稱式雙軛結構，兩磁路獨立勵磁，可根據實際工況進行圓形、橢圓形和平面內任意方向上的交變勵磁。B?H復合磁傳感器由兩個H線圈以及四根探針組成，兩窗口方向垂直的H線圈繞制在可拆卸的方形內環PCB基板上用于測試兩個正交方向上的磁場強度H，四根鋼針安裝于外PCB基板上，兩個探針為一組，測試兩個方向的磁通密度B。外PCB基板設計焊點和導線固定孔。測試樣品兩側設置勻場保護層，保證測試區域的均勻性，提高測試精度。

技術領域

本發明涉及一種納米晶旋轉磁特性檢測裝置，具體涉及一種納米晶旋轉磁特性測試系統及測量方法。

背景技術

納米晶鐵心三相高頻變壓器的T型結合處存在旋轉磁場，產生旋轉損耗，采用已有的環形樣件測試方法不能測試旋轉磁場，難以實現納米晶鐵心三相高頻變壓器損耗的精確計算，因此需要搭建納米晶旋轉磁特性測試裝置。納米晶旋轉磁特性檢測基于法拉第電磁感應定律及交變磁場下的渦流效應獲取樣品中的磁場信號。通過兩對軸向正交的勵磁繞組對樣品進行勵磁，通過LabVIEW反饋控制程序可以精確的控制磁場空間軌跡；通過緊貼于樣品表面的結合探針和感應線圈的B-H復合磁傳感器對樣品中磁場信號進行檢測。

已有技術的磁特性檢測裝置，磁路結構采用單C環結構，磁路對稱性差；勵磁繞組采用矩形結構窗口利用率低，漏磁問題突出；磁路材料為硅鋼片，高頻下具有較高的鐵心損耗，發熱問題嚴重。已有技術的檢測裝置不能實現高頻下旋轉磁特性的模擬。

已有技術的磁特性檢測裝置，B和H傳感器集成度低，需要較大的磁場均勻區域，B傳感器采用打孔的方式，容易破壞樣品的磁特性；在導線穿孔的過程中容易造成導線絕緣的破壞，造成匝間短路，影響測試結果；H傳感器置于B傳感器上方，將導致H傳感器與樣品表面的距離增大，增加測試誤差，不置于H線圈上方又會增加磁場均勻區域面積需求。

發明內容

1、發明目的：

針對現有技術的上述缺陷和問題，本發明提供了一種納米晶旋轉磁特性測試系統，以及樣品在圓形旋轉磁場，橢圓形旋轉磁場以及平面任意方向交變磁場下的磁特性檢測方法。

2、技術方案：本發明提供如下技術方案：

一種納米晶旋轉磁特性測試系統，包括NI工控機，與工控機相連LabVIEW信號發生和采集板卡，LabVIEW板卡的信號輸出端依次連接功率放大器，旋轉磁特性測試儀，阻抗匹配電容箱，大功率水冷電阻作為系統的勵磁回路；植入測試儀中的B-H復合磁傳感器經屏蔽線分別經過差分放大電路，LabVIEW板卡的信號輸入端作為系統的采集回路；NI工控機設置勵磁信號，勵磁信號經過功率放大器放大后驅動兩對軸向正交的勵磁繞組，阻抗匹配電容箱用于與勵磁電感發生諧振，提高勵磁電流以更易實現樣品充分磁化。植入到測試樣品表面的B-H復合磁傳感器檢測磁場信號，經屏蔽線輸入到差分放大電路中進行微小信號的放大，信號放大后輸入到LabVIEW信號采集端，通過工控機進行數據的處理與存儲。

納米晶旋轉磁特性測試儀勵磁磁路包括鐵心、鐵軛、鐵心極頭以及極頭端面。鐵軛處與固定裝置相連；

兩對梯形分段式勵磁繞組繞置在勵磁鐵心處，分段式勵磁繞組采用litz線進行繞制；第一段、第二段和第三段分別具有1、2和3個抽頭，每個抽頭之間的繞組匝數相同，勵磁繞組繞制完成后進行環氧樹脂澆筑，繞組與鐵心間進行澆筑固定；

立方體傳感箱與極頭間方形區域面積相同，便于實現極頭端面與樣品的緊密接觸。四根方形柱位于底座的四角，支撐定位板、勻場保護層和樣品。樣品和勻場保護層由四角帶有缺口的納米晶薄片制成。傳感箱上頂蓋采用螺絲固定可拆卸，定位板與定位板之間放置樣品，定位板與底座、頂蓋之間放置勻場保護層。定位板中心掏空以嵌入B-H復合磁傳感器。