Устройство для контроля стабильности магнитных систем Советский патент 1983 года по МПК G01R33/12 G01R35/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к области исследования в лабораторных условиях стабильности магнитных систем, и может быть использовано для разработки магнитных транспортных устройств.

Известен стенд для исследования стабильности постоянных магнитов, предназначенный для размагничивания ПОСТОЯННЫХ магнитов с целью выявления воздействия времени на стабильность частично размагниченных магнитов. Стенд состоит из основания, на котором укреплена катушка Гельмгольца. Исследуемый стержневой магнит помещается внутрь кату ки. На катушку подается переменный ток частотой 50 или 400 Гц, который увеличивается от О до определенной величины и затем плавно сводится к О С П.

Данный стенд не дает возможность производить длительное исследование ввиду сильного разогрева образца магнита вихревыми токами. Кроме того, на стенде нельзя исследовать магнитные системы, у которых полюса расположены в одной плоскости, напрмер пакеты ферритобариевых магнитов на общем магнитопроводе, так как в этом случае необходимы противоположно направленные размагничивающие поля над каждым полюсом, а в катушке Гельмгольца или соленоиде поток внутри направлен в одну сторону.

Наиболее близким к предлагаемому по сущности и достигаемому результату является стенд, состоящий из основания, на котором установлен сердечник из листовой стали с обмоткой, на которую подается переменный ток. Сердечник с катушкой является размагничивающим устройством, на которое устанавливают исследуемый магнит, например, подковообразной формы. При подаче напряжения на катушку возникающий магнитный поток протекает по сердечнику и по исследуемому магниту, осуществляя размагничивание последнего 2 .

Стенд не позволяет моделировать условия изменения проводимости рабочей среды, имеющие место в реальных транспортных установках, например, обеспечить свободное состояние магнитной системы, при котором в зоне ее действия нет ферромагнитных предметов. В указанном стенде магни

029111 . 2 . ,

ная система всегда замкнута сердечником.

Этот стенд не позволяет также смоделировать расположенный в рабочей зоне магнитной системы ферромагнитный элемент сложной геометрической формы. Кроме того, погрешность, возникающая за счет нагрева вихревыми токами исследуемого магнита, to влечет за собой изменение истиного значения его намагниченности ввиду изменения положения рабочей точки магнитной системы при ее нагреве.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет мрделирова ния реальных условий взаимодействия магнитных систем и ферромагнитного элемента.

Эта цель достигается тем, что в 20 устройстве, содержащем основание, п магниТОпроводов с п постоянными магнитами, и блок размагничивания, последний выполнен в виде m ферромагнитных элементов, установленных 25 с возможностью вращения относительно магнитных систем.

На фиг, 1 показано предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг. 2 то же, вид сбоку.

Устройство для контроля стабильности магнитных систем выполнено в виде основания 1, на котором укреплены четыре испытываемых образца ма1- нитных систем 2 и одна контрольная магнитная система 3, которая защище 5 на от воздействия ферромагнитного элемента k экраном 5. Маховик 6 через подшипниковый узел закреплен на оси 7 и к нему крепится четыре лопасти 8. На лопастях 8 установлены ферромагнитные элементы . Маховик 6 соединен со шкивом 9 электродвигателя 10 ременной передачей 11. Магнитная система 2 и 3 состоит из магнитопровода 12 и.магнитов 13. 5 Между магнитами 13 и ферромагнитным элементом имеется воздушный зазор 14.

Устройство работает следую1.чим образом.

При включении электродвигателя 10 КРУтящий момент со шкива 9 передается ременной передачей 11 на маховик 6, укрепленный на подшипниковом узле оси 7, которая 5 закреплена на основании 1.Ферро магнитные элементы 4, укрепленные

на лопастях 8, при вращении маховика 6 входят в воздушный 14 3 магнитных систем 2. Магнитный поток системы 2 проходит через магниты 13, воздушный зазор 1, ферромагнитный элемент Ц и магнитопровод 12. Контрольная магнитная система 3 защищенная экраном 5, не испытывает изменения проводимости рабочего зазора. При дальнейшем вращении маховика 6 ферромагнитные элементы k выходят из зоны действия исследуемых магнитных систем 2. Этот процесс периодически, повторяется, при этом происходит изменение магнитной проводимости воздушного зазора магнитной системы 2. Когда ферромагнитный элемент i находится на большом расстоянии от магнитной сиcтe tt l 2, он не оказывает влияния на внешнее магнитное поле системы 2, а при вхо де в поле магнитной системы 2 начинает его,искажать. При полном перекрытии элементом магнитной системы 2 проводимость внешней среды мак симальная. По мере выхода ферромагнитного элемента .из зоны внешнего магнитного поля магнитной сиотемы 2 проводимость внешней среды уме шается до минимальной величины. На этом цикл воздействия ферромагнитного элемента k на магнитную сис тему 2 заканчивается. Так как на ма ховике 6 укреплено ферромагнитных элемента, то за один его обороткаж дая магнитная система 2 претерпевает четыре цикла воздействия. На лопастях 8 возможно укреплени ферромагнитных элементов любой форм а при необходимости и насыпной ферр магнитный порошок в немагнитной и нетокопроводящей оболочке, например пластмассовой. Скорость вращения ма ховика 6 может быть выбрана так, чт бы было соблюдено физическое подоби на стенде и в натуре. При этом скорость пересечения магнитного поля системы 2 ферромагнитным элементом k на стенде и в реальных-условиях были примерно равны скорости наводки от вихревых токов, а стало быть и нагрев в модели и натуре были оди наковы. На стабильность исследуемых магнитных систем 2 во времени оказывают вредное воздействие температура окружающей среды, вибрация, внешние размагничивающие поля. Для исключения влияния всех этих дестабилизиру 114 ющих факторов на точность измереНИИ иccлeдye tt5lx магнитных систем применена контрольная магнитная система 3, установленная вне зоны действия размагничивающих элементов k и дополнительно защищенная от ферромагнитного элемента k стальным экраном 5. Действие всех факторов, способных изменить характеристики ма1- нитных систем (температура, вибрация и др.), оказывает одинаковое воздействие на исследуемые системы 2 и контрольную систему 3. Через определенные количества циклов воздействия магнитные системы 2 и 3 снимаются для измерения их характеристик на измерительном приборе. Измерение характеристик магнитных систем 2 и 3 может быть проведено любым из известных способов, например индукционно-импульсным Методом. Для исключения влияния на точность измерения исследуемых магнитных систем 2 побочных факторов, в числе которых температура, вибрация и другие, определение результатов по влиянию проводимости рабочей среды производится с учетом изменения характеристик контрольной магнитной системы 3Предлагаемое устройство для контроля стабильности магнитных систем позволяет повысить точность измерения за счет: выбора равной скорости пересечения магнитного поля феррома - нитным элементом в стенде и в натуре, при этом наводки от вихревых токов, а стало быть и нагрев в модели и в натуре будет одинаков; исключения влияния изменения температуры внешней среды, вибрации и других побоч-. ных факторов за счет установки дополнительного контрольного пакета, что позволяет выделить исследуемый фактор - изменение проводимости внешней среды. Кроме того, устройство позволяет расширить метрологические возможности за сМет моделирования изменения перекрытия ферромагнитным элементом кагнитной системы, что имеет место в реальных условиях, возможности изменения в качестве ферромагнитного элемента предметов любой нужной конфигурации, а также насыпного груза, что обеспечивает проведение исследо;ваний для любых заданных условий, встречаемых в транспортных установках.

/П

П

Фиг.2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТАБИЛЬНОСТИ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ, содержащее основание, п магнитопроводов с п постоянными магнитами и блок размагничивания, о т л и -, чающееся тем, .что, с целью повышения точности измерения, блок размагничивания выполнен в виде m ферромагнитных элементов, установленных с возможностью вращения относительно магнитных систем.