[發明專利]一種永磁體渦流損耗的測量系統及方法

有效

• 申請號: 201810324747.0
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108761359B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 李永建;姜寶林;張長庚;于欣然;岳帥超
• 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: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發明涉及一種永磁體渦流損耗的測量系統及方法，該系統包括檢測裝置、功率放大器、差分放大電路以及數字信號處理單元，所述檢測裝置包括兩個正對的U型磁芯、在U型磁芯的磁極上纏繞的激磁繞組、用于固定磁芯的磁芯固定支架、位置固定支架、底部支撐臺和樣品固定支架，所述磁芯固定支架上部設有與磁芯形狀相匹配的凹槽，纏繞激磁繞組后的磁芯恰好能固定在該凹槽內，磁芯固定支架的下部設有滑動槽；在兩個正對的U型磁芯之間的底部支撐臺上固定樣品固定支架；多個激磁繞組串聯后通過功率放大器連接數字信號處理單元。本發明能夠模擬電機磁場的實際運行情況，精確反映永磁體整體的損耗情況，重復性好。

技術領域

本發明涉及一種新型的渦流損耗檢測裝置，具體涉及一種永磁體渦流損耗的測量系統及方法。

背景技術

目前對于永磁體渦流損耗檢測的裝置的研究還處于空白階段，由于永磁體在發熱的條件下會產生退磁，而永磁電機中的永磁體的發熱現象是制約電機穩定運行的關鍵因素。Y.Aoyama等人(Y.Aoyama,K.Miyata andK.Ohashi,Simulations and experiments oneddy current inNd-Fe-B magnet,IEEE Trans.Magnetics,vol.10,pp.3790-3792,2005.)提出利用熱電阻測試永磁體處在外加激磁條件下的溫升變化，來推算出其損耗，但是熱電偶只能反映某一點的熱效應，而渦流的分布是不均勻的，熱分布隨測試位置的不同而有很大的不同。永磁體的損耗計算是基于整體的平均效應，某一點的溫升測量無法反映出整體的效應，另外溫升測試出的結果會隨測試環境的不同，會有很大的誤差。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種永磁體渦流損耗的測量系統及方法。該測量系統針對永磁體這種硬磁材料進行設計，能夠模擬電機的磁場的實際運行情況，并且測試出的結果精確的反映永磁體整體的損耗情況，而且在室溫的測試環境下，測試結果可重復；該測量方法通過磁軛對永磁體樣品進行激磁處理，使待測樣品處于橫向交變磁場中，然后通過纏繞在樣品表面的B線圈和每個磁極上兩個樣品中間的H線圈，采集樣品的B信號和表面H信號，經過數字信號處理過程生成樣品的B-H曲線，從而得到樣品的渦流特性。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種永磁體渦流損耗的測量系統，其特征在于該系統包括檢測裝置、功率放大器、差分放大電路以及數字信號處理單元，所述檢測裝置包括兩個正對的U型磁芯、在U型磁芯的磁極上纏繞的激磁繞組、用于固定磁芯的磁芯固定支架、位置固定支架、底部支撐臺和樣品固定支架，所述磁芯固定支架上部設有與磁芯形狀相匹配的凹槽，纏繞激磁繞組后的磁芯恰好能固定在該凹槽內，一個磁芯固定支架上固定一個磁芯，磁芯固定支架的下部設有滑動槽，該滑動槽與底部支撐臺上的滑條相配合，能使磁芯固定支架沿滑條在底部支撐臺上來回滑動；在磁芯固定支架側邊底部上安裝位置固定支架，通過位置固定支架使相應磁芯固定支架固定在底部支撐臺的特定位置；在兩個正對的U型磁芯之間的底部支撐臺上固定樣品固定支架，所述樣品固定支架上與磁芯的兩個磁極相對的位置上均設有兩個用于安放待測樣品的孔洞，四個孔洞呈上下左右對稱布置，四個待測樣品上至少有一個纏繞B信號傳感線圈；

所述激磁繞組的數量為偶數個，呈對稱布置在兩個磁芯上，所有激磁繞組逐個串聯；多個激磁繞組串聯后通過功率放大器連接數字信號處理單元，待測樣品上的B信號傳感線圈和H信號傳感線圈通過差分放大電路連接數字信號處理單元。

一種永磁體渦流損耗的測量方法，該方法使用上述的測量系統，包括以下步驟：

步驟一：根據不同的頻率需要選擇某種激磁繞組的連接形式；

步驟二：在待測樣品上纏繞B信號傳感線圈，在位于該待測樣品附近的上下兩個孔洞之間的樣品固定支架上安裝H信號傳感線圈，然后將四個待測樣品安裝在樣品固定支架上，將樣品固定支架放置兩個磁芯之間，調節兩個磁芯之間的距離，使兩個磁芯與待測樣品緊密接觸；再通過位置固定支架利用螺絲固定磁芯的位置，夾緊待測樣品；