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互感器鐵芯材料低磁場(chǎng)磁性測(cè)試及研究

作者: 時(shí)間:2012-09-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  1 引言

  長期以來,由于的供應(yīng)只提供飽和磁場(chǎng)磁性,不提供磁性指標(biāo),故其磁性不明。而生產(chǎn)用鐵芯對(duì)磁性要求較高,造成生產(chǎn)極大被動(dòng)。往往同一種不同批次較高牌號(hào)(尤其是不同生產(chǎn)廠家)的,其低磁場(chǎng)磁性懸殊很大。以前對(duì)此認(rèn)識(shí)不足,曾將大量精力花費(fèi)在其退火處理上,但并不奏效,大量的鐵芯因磁性不能通過生產(chǎn)檢驗(yàn)而報(bào)廢。為滿足生產(chǎn)急需,只能在眾多鐵芯中選用少量合格品,若選擇納米晶或坡莫合金則成本急劇上升。隨著生產(chǎn)產(chǎn)值逐年增加和生產(chǎn)周期的縮短,鐵芯磁性成為制約生產(chǎn)的嚴(yán)重問題。

  為此,我們?cè)囉昧诉M(jìn)口的B(與進(jìn)口的A材料屬同牌號(hào)),生產(chǎn)投用后,磁性跟蹤效果很好,暫時(shí)緩解了制約生產(chǎn)急需的問題。為從根本上改善因鐵芯材料低磁場(chǎng)磁性不明而造成的大量廢品浪費(fèi)并擺脫盲目的生產(chǎn)狀態(tài),本文通過對(duì)鐵芯材料低磁場(chǎng)磁性的測(cè)試和研究,為鐵芯的材料選擇和設(shè)計(jì)制作提供了重要依據(jù)。

  2 試驗(yàn)方法及測(cè)試手段

  2.1 試樣

  國家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于磁性材料推薦采用方圈和雙磁軛磁導(dǎo)儀來測(cè)量其交流磁性能,但僅適用于飽和磁場(chǎng)下的磁性能測(cè)試,而無法測(cè)量低磁場(chǎng)下的磁感應(yīng)強(qiáng)度。同時(shí),美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM及俄羅斯國家標(biāo)準(zhǔn)均提到,可選用環(huán)形鐵芯試樣作為材料測(cè)試磁性的標(biāo)準(zhǔn)試樣。為此,我們采用繞制的內(nèi)徑120mm作為標(biāo)準(zhǔn)試樣的內(nèi)徑,并參照相關(guān)俄羅斯國家標(biāo)準(zhǔn)選用外徑與內(nèi)徑之比為1.3,試樣的高度分別定為40mm和100mm,即試樣為內(nèi)徑120mm,外徑156mm,高分別為40mm和100mm的環(huán)形試樣(分別為進(jìn)口A、B鐵芯材料各五件)。

  為便于比較,選取具有代表性的LM363和LMH-550型產(chǎn)品中測(cè)量級(jí)鐵芯(進(jìn)口B鐵芯材料,數(shù)量分別為五件和兩件)。

  2.2 測(cè)試條件

  為使試驗(yàn)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)檢驗(yàn)有較強(qiáng)的比對(duì)性,采用與實(shí)際生產(chǎn)檢驗(yàn)相似的試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試,即采用交流測(cè)試線路,如圖1所示。

  2.3 測(cè)試方法

  (1)生產(chǎn)檢驗(yàn)中,是對(duì)鐵芯改變一次線圈中勵(lì)磁電流的方式來施加一定的外磁場(chǎng),然后測(cè)量二次線圈兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),再由下式(1)來獲得對(duì)應(yīng)當(dāng)前磁場(chǎng)下的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。


  Uf=4.44 BSN2 f(1)

  其中, Uf為次級(jí)繞組感應(yīng)電勢(shì)(V)

  B為標(biāo)定磁感應(yīng)強(qiáng)度(Gs)

  S為試樣的橫截面積(cm2)

  N2為次級(jí)繞組的匝數(shù)(匝)

  f為交流磁場(chǎng)的重復(fù)頻率(50Hz)

 ?。?)本文首先以磁感應(yīng)強(qiáng)度B為自變量,在0~20 000Gs之間選取一定數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn),根據(jù)式(1)計(jì)算出當(dāng)前磁感應(yīng)強(qiáng)度下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Uf值,再通過調(diào)節(jié)一次線圈中的電流獲得Uf值,并記錄下此時(shí)一次線圈中的勵(lì)磁電流值I。再根據(jù)式(2)得出此時(shí)的H,最終獲得H—B的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

  H=N1·I/π·D平(2)

  其中, H為外磁場(chǎng)強(qiáng)度值(A/m)

  I為一次勵(lì)磁電流值(A)

  N1為一次線圈的匝數(shù)(匝)

  D平為試樣的平均直徑(cm)

  來源:http://

  3 分析與討論

  圖2~7為不同情況下的磁性曲線,其中:

  B40—B材料高為40mm試樣

  B100—B材料高為100mm試樣

  A40—A材料高為40mm試樣

  A100—A材料高為100mm試樣

  550—LMH-550中測(cè)量級(jí)鐵芯

  363—LM363中測(cè)量級(jí)鐵芯

  H—退火后

  Q—退火前

  3.1 材料低磁場(chǎng)磁性分析

  A與B系同牌號(hào)進(jìn)口材料,其低磁場(chǎng)磁性比較如下:

 ?。?)退火前,由圖2可見材料B的低磁場(chǎng)磁性明顯優(yōu)于A。

 ?。?)退火后,比較圖3可以看出,從低磁場(chǎng)到中高磁場(chǎng),B明顯優(yōu)于A。

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