Спосіб визначення відносного змінення об’єму поперечних магнітних доменів у звитих магнітопроводах

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в трансформаторостроении для совершенствования технологии изготовления витых Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в трансформаторостроении для совершенствования технологии изготовления витых магнитолроводов из анизотропной электротехнической стали с ребровой кристаллографической текстурой. Цель изобретения - повышение точности способа. На фиг. 1 и 2 приведены графики, поясняющие предлагаемый способ; на фиг.З и 4 - устройства, реализующие предлагаемый способ. магнитопроводов из анизотропной электротехнической стали с ребровой кристаллографической структурой. Изобретение позволяет повысить точность определения объема поперечных магнитных доменов путем учета междувиткового замыкания в магнитопроводе при измерении его магнетосопротивления и определении константы магнетосопротивления для исследуемой партии магнитопроводов. Коэффициент междувиткового замыкания определяется по величине отклонения от расчетного значения магнитного напряжения, измеряемого поясом Рогонского, охватывающим витки магнитопровода, по которым пропускается ток. По величинам коэффициента междувиткового замыкания, магнетосопротивления и константы магнетосопротивления с помощью расчетной формулы определяется объем магнитных доменов, намагниченность которых перпендикулярна оси магнитной ленты, из которой навит магнитопровод. 4 ил. На фиг.1 приведены результаты сопоставления расчетного значения коэффициента междувиткового замыкания (Красч) и экспериментального (К), измеренного с помощью пояса Роговского, для магнитопроводов различных размеров и с различными типами междувитковой электроизоляции. Красч Определяется П формуле О V Красч - RБ" - 1 " • где Rn - сопротивление магнитной ленты, из которой навит магнитопровод; R - сопротивление магнитопровода. г ел С з 1718163 Для определения сопротивления магнитной ленты используют формулу и наибольшую величину (по абсолютному значению) магнетосопротивления насыщения среди магнитопроводов исследуемой партии. 5 По виткам отобранного для определегде pi - удельное электросопротивление ния контакты магнетосопротивления этаматериала лепты; лонного магнитопровода 1 пропускается m - масса магнитопровода; ток и измеряется с помощью пояса Роговрг - плотность материала ленты; ского 4, охватывающего витки магнитопроS - площадь поперечного сечения лен10 вода 1, возникающий при включении тока ты магнитный поток Фм , пропорциональный Сплошная линия на фиг.1, являющаяся магнитному напряжению. Затем при тех же линейной экстраполяцией экспериментальусловиях измеряют магнитный поток Фі когных точек, имеет тангенс угла наклона, да пояс Роговского 4 охватывает один подпрактически равный единице, что указывает 15 водящий к магнитопроводу ток проводник. на совпадение Крзсч и К, и показывает, что Среднее значение компоненты тока вдоль полное сопротивление магнитопровода (R) оси магнитной ленты, из которой навит мэгможет рассматриваться как сопротивление нитопровод 1, рассчитывается по формуле двух параллельных ветвей сопротивления Фы • I магнитной ленты (Rn) и сопротивления 1 1 1 - Фі - N 20 междувитковой электроизоляции (Ri). где In -среднее значение компоненты тока Нафиг.2 приведена зависимость магневдоль оси магнитной ленты; . тосопротивления от квадрата индукции для N - число витков магнитопровода 1 ; эталонного магнитопровода, отобранного I - полный ток, текущий через магнитоиз исследуемой партии для определения 25 провод 1. константы магнетосопротивления. Потом определяется компонента тока Устройство, с помощью которого измеI , перпендикулярная оси магнитной ленты, ряют коэффициент междувиткового замыкания (фиг.З), содержит исследуемый магмитопровод 1, регулируемый источник 2 постоянного тока, ключ 3, пояс Роговского 30 и коэффициент междувиткового замыкания 4 (показан в положении, в котором он охваІ _ Фі • N - Фы тывает витки магнитопровода), флюксметр m 5 (микровеберметр Ф191). Полученное таким образом значение коУстройство, с помощью которого изме35 эффициента Кэ для повышения точности усряют магнетосопротивление магнитопроворедняют по нескольким значениям тока I. да в зависимости от индукции (фиг.4), Представляя полное сопротивление R содержит намагничивающую катушку б, реэталонного магнитопровода 1 в виде сопрогулируемый источник 7 постоянного тока, тивления двух параллельных ветвей, полключ 8, катушку 9 для измерения индукции, флюксметр 10, мост 11 постоянного тока 40учим (МОД-6І) для измерения сопротивления 1-J_ 4-1 П\ { магнитопровода 1 и его изменения при наR ~Rii Rf ' ' магничивании. В качестве чувствительного где Rn - сопротивление магнитной ленты, индикатора моста используют зеркальный из которой навит магнитопровод 1, являюгальванометр 12 (М17). Ключ 13 позволяет 45 щееся сопротивлением для компоненты торазрывать цепь гальванометра 12 при измека I n ; нении тока в катушке 2, что исключает переRy - сопротивление междувитковой грузку гальванометра а 12 возникающими электроизоляции, являющееся сопротивлепри этом индукционными токами. Измерением для компоненты тока і , ния с помощью моста МОД-61 (на одинар- 50 Мз (2) следует выражение для расчетноном месте) проводят Б режиме неполного го значения коэффициента междувиткового уравновешивания по схеме двухзажимного замыкания подключения измеряемого сопротивления. _ R n _Rn -1 Красч Способ реализуют следующим обраRf R 55 зом. Совпадение Красч и К (фиг.1) подтверждает правильность представления о сопроОпределение константы магнетосопротивлении магнитопровода, как тивления проводят на зталонном магнитосопротивлении двух параллельных ветвей. проводе, имеющем наименьшее значение Коэффициент междувиткового замыкания коэффициента междувиткового замыкания 1718163 определяет отклонение сопротивления магнитопровода от его расчетного значения, полученного в предположении бесконечно _ 1 ARn (6) большого сопротивления междувитковой "ТТК Rn • электроизоляции. где Кт - экспериментально определяемый При намагничивании магнитопровода коэффициент наклона. сопротивление магнитной ленты изменяетИзмерение магнетосопротивления магся. При больших индукциях (больших Ві на нитопровода 1 в зависимости от индукции фиг.2) в процесс намагничивания интенсивно вовлекаются 90-градусные доменные 10 осуществляют с помощью устройства, изображенного на фиг.4. Исследуемый магнистенки и тем в большей мере, чем выше топровод 1 намагничивают катушкой 6 с индукция, что описывается первым правипомощью источника 7 постоянного тока. Инлом четных эффектов Акулова, устанавливадукцию в магнитопроводе 1 определяют изющим линейную зависимость магнетосопротивления от квадрата индук- 15 мерительной катушкой 9 с помощью флюксметра 10. Измерение электросопроции тивления магнитопровода 1 и его изменения при намагничивании проводят с (3) помощью моста 11 постоянного тока, чувст- коэффициент пропорциональновительным индикатором которого служит 20 гальванометр 12. Ключ 8 служит для управЕсли процессы намагничивания смещеления намагничивающей цепью. Ключ 13 понием 180-градусных и 90-градусных стенок зволяет разрывать цепь гальванометра 12 разделены полностью, то зависимость магпри изменении тока в намагничивающей канетосопротивления от индукции должна тушке 6, что исключает перегрузку гальвано25 быть линейной метра 12 возникающими при этом ARii индукционными токами. КІ (В - В2). R11 Результаты измерения магнетосопротивления эталонного магнитопровода в загде К2 - коэффициент пропорциональновисимости от квадрата индукции сти; 30 представлены на фиг.2. В соответствии с (6) В2~ индукция, соответствующая началу экспериментально полученая зависимость намагничивания смещением 90-градусных экстраполируется прямой линией с Кт = стенок. 2,27- 10' 1 2 Гс" 2 и Ві=9670Гс. Из [3) следует, что первая производная Для магнетосопротивления насыщения от магнетосопротивления по индукции с ро- 35 магнитной ленты из (4) и (5) имеем стом индукции увеличивается, что вызвано прогрессирующим вкладом смещений 90градусных стенок, в пределе отсюда с помощью (6) для магнетосопротив2 КІ ВІ = КЗ . (5) ления насыщения магнитопровода получим где ВІ - индукция, соответствующая магне- 40 тосопротивлению насыщения (последнее Ар определяется из графика —р- » f(H), 'соотДля рассматриваемого в качестве приветствующая ему индукция Bs - из графика 45 мера эталонного магнитопровода Bs • В = f[H). =18500 Гс, F^P)s = -60-105. Из (7) находим. Из (2) и (3) следует, что изменение сопротивления магнитопровода при намагничто приростиндукции, вызванный смещеничивании описывается уравнением ем 90-градусных стенок, ВІ-Вг = 7140 Гс. 50 Если весь объем магнитопровода 1 в 1 1 размагниченном состоянии занят поперечR + AR Rn +R11 К І ( В 2 - В і ) ными доменами, то величина магнетосопроотсюда находим тивления насыщения будет наибольшей и равной 55 AR_ К? (В 2 -В 2 ,) =2 SMSKC ~ К + К Ki (В 2 - В?) Пренебрегая малой величиной (8) 2 К КІ (В - BV. получим с учетом (3) 8 1718163 Изг тегкшие сопротивления магнитопровода при намагничивании описьтается также уравнением 1 5 R/ где ЛЯ - изменение сопротивления магнитопроЕода пр*і намагничивании; ( A Rii)si - прирост сопротивления магнитной ленты при ее намагничивании до 10 индукции ВЇ в случае равновероятного распределения ориентации спонтанной намагниченности магнитных доменоо по слоям легкого намагничивания в 15 размагниченном состоянии. Из (9) с точностью до малых величин второго порядка следует соотношение, связывающее изменение объема поперечных R ДУ доменов -ті- при намагничивании, величину изменения магнетосопротивления AR/R, коэффициент междувиткового замыкания Кэ и констан гу магиетосопротивления 20 25 AR Когда AV/V = - 1 ; Д R/R {R/R) S H aicc, тогда из (8) и (10) следует З г Д£_ік 2 Кі І ) 2 -(1 + К ) . (11) 2 l ~Ril ): Определив с помощью соотношения (11) константу магнетосопротивления на отобранном из исследуемой партии эталонном магнитопроводе, с помощью соотношения (10) можно определить объем поперечных доментов в каждом магнитопроводе этой партии, измерив только его магнетосопротизмсние и коэффициент междувиїкового замыкания Ки. Параметры магнитопроводов, на котог рых реализован способ: масса 300-1000 г, ширина магнитной ленты 32 мм, толщина магнитной ленты 0,28-0,30 мм, коэффициент междупиткового замыкания 0,1-0,5Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить количественную информэцию сб объеме поперечных доменов в витых магнитопроводах с междувитковым замыканием и неизвестной константой магнетосопрогивления, способствует повышению точности способа, дает возможность совершенствования технологии изготовления аитых магнитопроводов путем подбора склеивающих покрытий и условий отжига, обеспечивающих минимальный объем поперечных доменоо. Формула изобретения Способ определения относительного изменения объема поперечных магнитных доменов в витых магпитопроводах, включающий воздействие на испытуемый магнитопровод постоянным магнитным полем и измерение электрического сопротивления и его приращения для испытуемого магнитопровода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, до воздействия на испытуемый магнитопровод постоянным магнитным полем пропускают постоянный электрический ток через эталонный и испытуемый магнитопроводы с помощью подводящих проводников и измеряют магнитные напряжения вокруг всех витков магнитопроводов и вокруг одного из подводящих к данному магнитопроводу проводников, после чего постоянным магнитным полем воздействуют на эталонный и испытуемый магиитопроводы и регистрируют зависимости индукции и приращения электрического сопротивления эталонного магнитопровода от напряженности постоянного магнитного поля, а относительное изменение объема поперечных магнитных доменов в испытуемом магнитопроводе определяют из соотношения ПГ 30 —-\f - относительное изменение объе 35 ма поперечных магнитных доменов; 40 Д R , R - приращение электрического сопротивления и электрическое сопротивление із отсутствии магнитного поля -соответственно, 3 N - UMN UMN 45 К І - наклон зависимости AR/R от квадрата индукции эталонного магнитопровода: 50 55 В І ~ индукция, соответствующая насыщению электрического сопротивления эталонного магнитопровода от напряженности постоянного магнитного поля, ., U£ii • N - U & I N 1э " \ - магнитное напряжение вокруг одного из подводящих проводников для испытуемого и эталонного магнитолроводов; 1718163 N - число витков испытуемого и эталонного магнитопроводов; 10 , Umn - магнитное-напряжение вокруг всех витков испытуемого и контролируемого магнитопроводов. 2 • 4г. К расч Фиг. 2 1718163 г. 3 Фиг. Редактор С. Пекарь Составитель С. Шумилишская Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец Заказ 879 ' Тираж ' Подписное 8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб„ 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101