Способ технического контроля постоянных магнитов по магнитным свойствам Советский патент 1988 года по МПК G01R33/12 

OQ

«м

, Д,

I /fr

J

11

00

о а со 00

Изобретение может быть использовано, в частности, для электрических машин. Способ технического контроля постоянных магнитов по магнитным свойствам реализован в устройстве, содержащем трансформатор 1 с обмотками 2, 3 и 5, 6 резисторы (р) 7, 8j переменный Р 9, конденсатор 10, измерительный прибор 11. На эталонный и испытуемый магниты (М) воздействуют переменным магнитным полем напряженностью 4Н«Н, где HC - коэрцитивная сила, определяют начальную магнитную проницаемость эталонного и испытуемого М и по их разности судят о годности испытуемого М. Повьппается быстродействие и снижается электропотребление. 2 ил. (Л

Фие. ;

8 Ф

W

Изобретение относится к способам магнитных измерений и предназначено для контроля магнитных свойств постоянных магнитов любой формы, используемых, например, для возбуждения электрических машин.

Цель изобретения - повышение быстродействия и снижение энергопотребления путем исключения намагничивания образцов в процессе измерений.

На фиг. 1 показано устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - кривые размагничивания магнитных образцов.

Устройство имеет трансформатор 1, осуществляющий питание низковольтным переменным напряжением первичных обмоток 2 и 3 измерительной дифференциальной магнитной системы 4, которая содержит вторичные обмотки 5 и 6 и резисторы 7 и 8, образующие измерительный мост, балансировка которог осуществляется с помощью переменного резистора 9 и последовательно вклченного конденсатора 10. Измеренная разность ЭДС, наведенная в обмотках 5 и 6 с эталонным и испытываемым магнитами, подается на вход измеритель- ( ного прибора 11, в качестве которого

можно использовать любой вольтметр переменного тока. Измеренная разност ЭДС, индуктированная в обмотках 5 и 6, пропорциональна разности изменения индукции JB внутри магнитов при воздействии на них циклически изменяющейся напряженности Н.

Технический контроль постоянных магнитов по магнитным свойствам проводят cJ eдyющ iм образом.

На предварительно размагниченный магнит, помещенный во вторичную обмотку 6, воздействуют циклически и4 меняющейся напряженностью /1Н, вызывающей циклическое изменение индукции Л Р, внутри магнита, а следователь- По, и ЭДС на выходе встречно включенных обмоток 5 и 6. При этом характеристика Uj,J f(H) описывает петлю частного цикла, начало которой находится в центре координат В и Н. В дальнейшем каждому диапазону изменения йН соответствует новая петля частного цикла. Верщины этих петель лежат согпасно правилу Маделунга на общей кривой, которая в данном случае представляет собой начальный участок основной кривой намагничивания в ниде геометрического места вершин симметричных петель частных

пикпов в начале координат, а касательная к ней есть предел, к которому стремится наклон возврата при бесконечно малой величине циклического изменения /1Н и характеризует начальную магнитную проницаемость

h

1 ач

, . 4В 1ш - .

&Н- 0

(1)

5

0

5

в современных магнитотвердых материалах раствор частных циклов и их кривизна весьма малы. Поэтому при расчетах постоянных магнитов семейство частных циклов заменяют общей прямой, называемой прямой магнитного возврата. Наклон линий возврата зависит от положения точки на кривой размагничивания; чем ниже находится точка на кривой размагничивания, тем круче идет линия возврата. Однако из-за сравнительно небольщой разницы в углах наклона различных линий возврата для простоты расчетов угол наклона принимается одинаковым для всех линий возврата, что подтверждается экспериментально (фиг. 2), а его величина характеризуется коэффициентом возврата

р

ЛВ

Jii

(2)

Из фиг. 2 видно, что линия возврата является секущей хорды частного цикла, а касательная к ней - предельным положением секущей, когда точки пересечения сливаются, при jH - 0.

Тогда можно записать

В

lim дй tg /i tg

(3)

йН- о

Внешне циклически изменяющаяся напряженность ЗН вызывает изменение магнитной индукции внутри магнита, что согласно фиг. 2 можно записать

JB

1Н ,,

(А)

где 0 - О при Отсюда

dH - 0.

xiB tgo(-4H -t-o( ЛИ

(5)

g

55

где ЛВ - величина высщего порядка малости по сравнению с dH, которой можно пренебречь.

Тогда лВ tg ol uH ес . ь линейная часть приращения магнитной индукции

внутри магнита и пропорциональна лН, Если встречно включенные катушки питаются от переменного источника строго стабильного тока, то изменения магнитной индукции /ЗВ, а следовательно, и ЭДС на выходе встречно включенных катушек, пропорциональны начальной магнитной проницаемости, т.е. .

Способ технического контроля постоянных магнитов позволяет определить разность начальной магнитной проницаемости эталонного и испытываемого магнитов по наведенной во встречно включенных катушках ЭДС, которая пропорциональна изменению индукции лВ

Наклон линии возврата можно принять равным углу наклона касательной в точке (В , Н 0). При доведении внутренней намагниченности образца до нуля в точке (В О, Н H.g) линия возврата проходит через начало координат, остается параллельной линиям возврата в точках (В О, Н Н) (В В, Н 0) и совпадает с линией частного цикла в начале координат.

На фиг. 2 приведены экспериментальные кривые размагничивания для изотропного спгГава 10НДК-18, показан угол наклона касательной в точке (В, Н 0) и линии возврата для перечисленных выше точек. Из фиг. 2 видно, что с увеличением коэрцитивной силы и остаточная индукция В несколько уменьшается, т.е. уменьшается магнитная проницаемость и уменьшается начальная магнитная проницаемость. Для сплавов, содержащих кобальт (ЮНДК-15, ЮНДК-18), с целью получения требуемых магнитных характеристик проводят температурный отпуск в несколько ступеней.

Так, например, магниты с высокой начальной проницаемостью подвергаются температурному отпуску в две ступени: первая ступень - 640 С, выдержка в течение 2 ч; вторая ступень - 590 С, выдержка в течение 8 ч и дальнейшее охлаждение на воздухе.

Кривые 12-15 размагничивания для магнитов имеют одни и те же значения коэрцитивной силы, но разную остаточную индукци°ю. При этом угол наклона (/ имеет наименьшее значение для магнита, выпуклость кривой размагничивания которого минимальна (кривая 12), и наибольшее значение для магнита.

выпуклость кривой размагничивания которого максимальна (кривая 15).

Таким образом, между основными характеристиками В, ,1 Н,.,вьтук- лостью кривой размагничивания спинки магнита и углом наклона « существу-- ет связь.

Измеряя угол наклона частного цикла при малых значениях циклически изменяющейся напряженности dH, определяют проницаемость магнитного возврата

f

tg/} -- (отн.ед. ),(6)

г

где

/1В

Р Tti

1п - н

Отсюда можно записать, что:

ts..ri

Из выражения (6) видно, что первый сомножитель характеризует чувствительность материала магнита к воздействию внешних магнитных полей, а второй - степень деформации В f(H) в сторону увеличения внутренней намагниченности вещества, являясь мерой твердости, которая характеризуется отношением:

т-

г

(7)

40

Подставляя в выражение (7) вместо ЛВ его значение из выражения (5), получают

tg .

(8)

Таким образом, разность ЭДС (4Е) на выходе дифференциальной измерительной системы с эталонным и испытываемым магнитами пропорциональна разности индукции лЕ магнитов, которые определяются различием начальньлх магнитных проницаемостей и магнитной твердостью магнитных сплавов при циклическом перемагничивании магнитов строго постоянной по амплитуде напряженностью ЛИ.

Способ технического контроля постоянных магнитов по магнитным свойствам позволяет значительно сократить