[發明專利]一種適用于電工材料應力加載下的三維磁特性測量裝置

有效

• 申請號: 202010005329.2
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111142054B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 李永建;張文婷;萬振宇;付裕;楊明
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12;G01R33/00;G01R1/04
• 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: 趙鳳英

本發明為一種適用于電工材料在應力加載條件下的三維磁特性測量裝置。該裝置包括測量臺、控制模塊和待測樣品電磁模塊；所述的控制模塊的組成包括信號放大器、NI采集卡、功率放大器、水冷電阻、匹配電容箱和電腦，其中，信號放大器、NI采集卡、功率放大器、水冷電阻、匹配電容箱順次相連，電腦與NI采集卡相連；匹配電容箱與測量裝置的激磁線圈相連；樣品內部的B?H復合傳感線圈與信號放大器相連。本發明適用于立方體樣品在應力加載條件下進行磁特性測量實驗的傳感結構。

技術領域

本發明涉及三維磁特性測量領域，具體是一種適用于電工材料在應力加載條件下的三維磁特性測量裝置。

背景技術

磁性材料在電工裝備中有著非常廣泛的應用，磁特性測量是我們了解和應用磁性材料的前提，目前常用的磁特性測量方法有一維愛潑斯坦方圈法、環形樣件法和二維單片測試法。

然而在設備制造和運行的實際工程中，電工材料會受到各種各樣的力，比如材料的裁剪、沖壓、裝配，線圈的繞制和切割等工藝所造成的殘余內應力，電機旋轉過程中所受到離心力以及變壓器在運行中受到的電磁力。這些應力都會對電工材料的磁特性有較大影響，并且不同方向的應力對其影響也不盡相同，這將會造成電力設備的實際運行指標偏離最初的設計值，影響設備的使用壽命。因此，要想精確有效地設計磁性材料在電工裝備中的實際應用就必須測量不同方向、不同大小的應力對磁性材料磁特性的影響，以期能夠更加貼近實際工況。

已有相關專利及文獻研究在硅鋼片的疊制方向施加應力的一維磁特性測量系統和硅鋼片的軋制方向上施加應力的二維磁特性測量系統，隨著三維動態磁特性測量技術的發展，研究電工材料在應力加載條件下的三維磁特性測量技術是未來發展過程中必不可少的一環，而該發明裝置可以實現立方體樣品在單軸、雙軸和三軸施加應力時的三維磁特性測量。

在設計應力加載條件下的三維磁特性測量裝置時，如何保證施加應力不會對B-H復合傳感線圈的測量結果產生較大誤差，并且能夠更好的起到聚磁作用和減少渦流損耗也是要著重考慮的問題，因為這能有效地減少空氣中的漏磁并提升效率，也在一定程度上提高了裝置的測量精度。此外，隨著我國電氣和材料行業的快速發展，常用的電工材料已經不再局限于硅鋼，所以在設計三維磁測量裝置時還應該考慮到如何方便快捷的更換待測樣品以節省人力和時間。

專利(丁曉峰，熊彥文，肖力豪，郭宏.一種可控應力條件下的硅鋼片二維磁特性測量系統及其測量方法，CN104569875A。)中設計了一種裝置可以測量立方體樣品在二維激磁和單軸加力情況下的二維磁特性，該裝置由兩個C型磁軛與立方體的前、后、左、右四個面相連進行激磁，通過加力執行裝置對立方體樣品在豎直方向施加應力，且整體裝置結構固定，所以只能進行二維激磁和單軸加力情況下的二維磁特性測量，無法研究應力加載條件下的三維磁特性測量。

發明內容

本發明的目的為針對現有技術的不足，提供了一種新型的極頭段磁軛的疊制工藝和一種適用于立方體樣品在應力加載條件下進行磁特性測量實驗的傳感結構。該結構通過拉動連結、把手、電缸、極頭段磁軛等設計，不僅可以對立方體樣品在三個軸上施加應力，還可以采取自動化的方式更換待測樣品。

本發明解決所述技術問題的技術方案是：

一種適用于電工材料在應力加載條件下的三維磁特性測量裝置，該裝置包括測量臺、控制模塊和待測樣品電磁模塊；

所述的控制模塊的組成包括信號放大器、NI采集卡、功率放大器、水冷電阻、匹配電容箱和電腦，其中，信號放大器、NI采集卡、功率放大器、水冷電阻、匹配電容箱順次相連，電腦與NI采集卡相連；匹配電容箱與測量裝置的激磁線圈相連；樣品內部的B-H復合傳感線圈與信號放大器相連。

所述的測量臺包括底座、電缸工作平臺、結構支撐柱、電缸支架、磁軛外殼支撐柱、磁軛外殼、固定電缸夾件、電缸、裝置放置底臺、主磁軛、極頭段磁軛、激磁線圈、把手、施加應力板、卡件螺母、應力傳感器和拉動連結；