互感器鐵芯材料低磁場磁性測試及研究-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯互感器鐵芯材料低磁場磁性測試及研究-基礎(chǔ)電子1引言

長期以來，由于互感器鐵芯材料的供應(yīng)只提供飽和磁場磁性，不提供低磁場磁性指標(biāo)，故其低磁場磁性不明。而生產(chǎn)用互感器鐵芯對低磁場磁性要求較高，造成生產(chǎn)極大被動。往往同一種不同批次較高牌號（尤其是不同生產(chǎn)廠家）的鐵芯材料，其低磁場磁性懸殊很大。以前對此認(rèn)識不足，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)檢驗而報廢。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，我們試用了進(jìn)口的B鐵芯材料（與進(jìn)口的A材料屬同牌號），生產(chǎn)投用后，磁性跟蹤效果很好，暫時緩解了制約生產(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)，本文通過對互感器鐵芯材料低磁場磁性的測試和研究，為鐵芯的材料選擇和設(shè)計制作提供了重要依據(jù)。

2試驗方法及測試手段

2．1試樣

國家標(biāo)準(zhǔn)中對于磁性材料推薦采用方圈和雙磁軛磁導(dǎo)儀來測量其交流磁性能，但僅適用于飽和磁場下的磁性能測試，而無法測量低磁場下的磁感應(yīng)強(qiáng)度。同時，美國材料與試驗協(xié)會標(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)品中測量級鐵芯（進(jìn)口B鐵芯材料，數(shù)量分別為五件和兩件）。

2．2測試條件

為使試驗數(shù)據(jù)與生產(chǎn)檢驗有較強(qiáng)的比對性，采用與實際生產(chǎn)檢驗相似的試驗方法進(jìn)行測試，即采用交流測試線路，如圖1所示。

2．3測試方法

（1）生產(chǎn)檢驗中，是對鐵芯改變線圈中勵磁電流的方式來施加一定的外磁場，然后測量二次線圈兩端的感應(yīng)電動勢，再由下式（1）來獲得對應(yīng)當(dāng)前磁場下的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。

Uf＝4．44BSN2f（1）

其中，Uf為次級繞組感應(yīng)電勢（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為次級繞組的匝數(shù)（匝）

f為交流磁場的重復(fù)頻率（50Hz）

（2）本文首先以磁感應(yīng)強(qiáng)度B為自變量，在0～20000Gs之間選取一定數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，根據(jù)式（1）計算出當(dāng)前磁感應(yīng)強(qiáng)度下的感應(yīng)電動勢Uf值，再通過調(diào)節(jié)線圈中的電流獲得Uf值，并記錄下此時線圈中的勵磁電流值I。再根據(jù)式（2）得出此時的H，終獲得H—B的對應(yīng)關(guān)系。

H＝N1·I／π·D平（2）

其中，H為外磁場強(qiáng)度值（A／m）

I為勵磁電流值（A）

N1為線圈的匝數(shù)（匝）

D平為試樣的平均直徑（cm）

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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中測量級鐵芯

363—LM363中測量級鐵芯

H—退火后

Q—退火前

3．1材料低磁場磁性分析

A與B系同牌號進(jìn)口材料，其低磁場磁性比較如下：

（1）退火前，由圖2可