Способ измерения энергии потерь в ферромагнитных материалах Советский патент 1980 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к области измерения электрических и магнитных величин и предназначено для измерения потерь в ферромагнитных материа лах. Известен способ измерения потерь при намагничивании ферромагнитных м териалов пря1иоугольными импульсами, заключающиеся в измерении количеств электричества, протекающего в цепи за время импульса, и амплитуды импульсного напряжения, а о потерях су дят по произведению зтих величин 1 Данный способ является наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Недостатком указанного способа измерения потерь является то, что о позволяет измерять только сус-эларную энергию, т.е. энергию, вводим по в испытуеьФлй ферромагнитный материал за время действия намагничквшошего импульса, равную сумме знаргяи потерь за время намагничивающего кыпульса и запасенной энерпгт Цель изобретения - повыи ение точ ности измерения. Сущность изобретения состоит в том, что производят прину..;ельное размагничивание ферромагнитного материала импульсом прямоугольной формы обратной полярности, определяют энергию размагничивания за время действия размагничивающего импульса, а энергию потерь за время намагничивания и размагничивания определяют по формулам: n-, , где Wf, - энергия потерь за время намагничивания ; энергия потерь за время размагничивания; энергия намагничивания; энергия размагничивания. . 1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - график намагничивающего и размагничивающего напряжений (а), график тока в намагничивающей обмотке (б) и напряжение на выходе интегратора (в) . Устройство содержит источник 1 напряжения двуполярных прямоугольных

импульсов, подключенный через калиброванный резистор 2 к сердечнику 3 из испытываемого ферромагнитного материала. Осциллограф 4 через переключатель 5 подключен к калиброванному резистору 2, к которому также подключен интегратор 6.

Энергия намагничивания за время О t -t равна сумме энергии Vln потерь и энергии Wj/запасенной в ферромагнитном материале, т.е.

и;

w,

Амплитуду Vj размагничивающего импульса напряжения устанавливают такой, при которой ток i (t) падает за время t - t и i.t; от максимального значения Д до нуля.

Запасенная энергия W за время расходуется на внутреннем сопротивлении источника 1 напряжения и в сердечнике 3 из испытываемого ферромагнитного материала. W, Wj + Wnj , (2)

где W - энергия, расходуемая на внутреннем сопротивлении источника напряжения 1 ; Wf - энергия, расходуемая в фер ромагнитном материале.

(3)

W, - w

Wr

ч п.

Обозначив добротность катушки индуктивности Q, образованной намагничивающей обмоткой и сердечником 3 из испытываемого материала, как отношение энергии W, запасенной в ней за время О t :Т и энергии Wn. потерь за то же время и, учитывая равенство (1), получим:

VVA-Wn I

(4)

w

ПЛ

Аналогично обозначив добротность катушки Q, как Отношение энергии Wj,отданной катушкой источнику 1 напряжения за время Г i; 2С, и энергии потерь то же время и, учитывая равенство (2), получим:

W2

Q.

W,

W.

2

При адекватных режимах нарастания и спадания тока i(t), который обеспечивается равенством длительностей т импульсов разной полярности и выполнением соотношения

ь/к„

-х.

L R,

индуктивность катушки с исследуемым сердечником 3 сопротивление потерь, можно положить: Й-Р„ (6)

Из совместного решения выражений (3), (4) и (5), учитывая условие (6), получаем выражение для определения энергии потерь на намагничивание и размагничивание:

,

Энергия W намагничивания за время О « ч- и Wj размагничивания за время tr I 4 2.-t определяется по формулам:

w.uji(0at;

о

2Т

,(t)dt. т

Амплитуда V намагничивающего импульсного напряжения прямоугольной форкъ) устанавливается, исходя из требуемого значения приращения индукции при данной длите:рьности импульса. Измерение амплитуды V производится осциллографом 4 в верхнем положении переключателя 5. В нижнем положении переключателя 5 контролируется напряжение на калиброванном резисторе 2, пропорциональное току i(t) . С помощью интегратора 6 определяют значение интегралов:

i(t)dt U

)clC.Uf, -с

.где Vj - выходное напряжение интегратора в момент времени t С. Уд - выходное напряжение интег- ратора в момент времени t 2Г.

Предложенный способ измерения энергии потерь позволяет раздельно измерять энергию потерь за время намагничивающего импульса напряжения и после его окончания. Использование дополнительного импульса обрат0 ной полярности обеспечивает сокращение времени измерения до t 2т.

Фор{лупа изобретения

Способ измерения энергии потерь в ферромагнитных материалах, основанный на намагничивании ферромагнитного материала ИJ myльcoм прямоугольной формы и определении энергии намагничивания за время действия намагничивающего импульса, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, производят принудительное размагничивание

ферромагнитного материала импульсом прямоугольной форгфл обратной полярности, определяют энергию размагничивания за время действия размагничивающего импульса, а энергию потерь за время намагничивания и ра магничивания определяют по формулам:

.а . .

где Wfl - энергия потерь за время намагничивания;Wr, - энергия потерь за время

размагничивания; W - энергия намагничивания; г энергия размагничивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 203761, кл. G 01 R 33/12, 1967.