本申请涉及软磁材料的磁特性测量,尤其是涉及一种基于磁环自升温的磁特性测量装置。
背景技术:
1、以硅钢、铁氧体、非晶、纳米晶为代表的软磁材料广泛应用在变压器和电机铁心中,其磁特性的精准测试对于变压器、电机的整体优化和外围绝缘装置和散热装置的设计具有重要意义。
2、目前,国内外研究人员针对其一二维磁特性提出了包括环样测试法、单片测试法、爱泼斯坦方圈法等多种经典测量方法,考虑到变压器、电机等铁心软磁材料在实际运行时会达到一定工作温度,而传统方法基于实验室常温环境下测量,因此对不同温度下软磁材料的磁特性测量成为当前研究热点。
3、现阶段,针对软磁材料在不同温度下的磁特性测量多采用环样测试法结合恒温箱进行测试,通过将磁环置于恒温箱中加热到测试温度,引出导线进行测量。但是,通过恒温箱对磁环进行加热,一是无法准确预估加热时间,若加热时间过短,则存在磁环表面温度和内部温度不均衡的问题,若加热时间过长,则容易导致磁环缠绕导线老化;二是磁特性需要在特定的工作温度下测量,而恒温箱改变的是磁环的环境温度,并不是工作温度。以上问题会降低磁特性测量的准确度。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请实施例的目的在于提供一种基于磁环自升温的磁特性测量装置,能够能够精准控制磁环的升温时间,在磁环的指定工作温度下测量磁特性,提高磁特性测量的准确度。
2、本申请实施例提供了一种基于磁环自升温的磁特性测量装置,其特征在于,所述测量装置加装在磁环上,用于对所述磁环分别进行自升温、去磁、磁特性测量,包括高频激励电路、低频去磁电路、磁特性测量电路;
3、所述高频激励电路包括:可调直流电源a1、高频逆变电路、接触器a1、温度控制器a1、热电阻传感器a1、绕组a;其中,所述接触器a1用于通断所述高频逆变电路,所述接触器a1常闭,导通所述高频逆变电路;所述高频逆变电路与所述可调直流电源a1连接,用于产生高频低磁密交流激励;绕组a环绕在所述磁环上,并与所述高频逆变电路连接,用于对所述磁环施加所述高频低磁密交流激励,使所述磁环产生涡流损耗自热升温;所述热电阻传感器a1安装在所述磁环上,并与所述温度控制器a1连接,用于采集所述磁环的第一磁环温度,并将所述第一磁环温度发送给所述温度控制器a1;若所述第一磁环温度大于预设温度阈值,则所述温度控制器a1控制所述接触器a1常开,断开所述高频逆变电路;所述预设温度阈值大于所述磁环的测试温度;
4、所述低频去磁电路包括:可调直流电源a2、低频逆变电路、接触器a2、温度控制器a2、热电阻传感器a2、所述绕组a;其中,所述接触器a2用于通断所述低频逆变电路,所述接触器a2常闭,导通所述低频逆变电路;所述低频逆变电路与所述可调直流电源a2连接,用于产生低频交流方波;绕组a环绕在所述磁环上,并与所述低频逆变电路连接,用于在所述低频交流方波的作用下对所述磁环去磁;所述热电阻传感器a2安装在所述磁环上,并与所述温度控制器a2连接,用于采集所述磁环的第二磁环温度,并将所述第二磁环温度发送给所述温度控制器a2;若所述第二磁环温度等于所述测试温度,则所述温度控制器a2控制所述接触器a2常开,断开所述低频逆变电路,导通所述磁特性测量电路;
5、所述磁特性测量电路包括信号发生器、功率放大器、精密电阻、数字采样器、绕组b、绕组c;其中,所述信号发生器与所述功率放大器相连接;所述绕组b环绕在所述磁环上,串联所述精密电阻后与所述功率放大器相连接;所述数字采样器与所述精密电阻并联;所述绕组c环绕在所述磁环上,并与所述数字采样器相连接。
6、在一种可能的实施方式中,所述绕组a、所述绕组b、所述绕组c并行环绕在所述磁环上。
7、在一种可能的实施方式中,环绕所述磁环,在所述绕组a、所述绕组b、所述绕组c上包裹保温材料。
8、在一种可能的实施方式中,在所述磁环的第一内径位置点和第一外径位置点分别安装所述热电阻传感器a1,所述第一内径位置点和所述第一外径位置点的连线经过所述磁环的圆心;在所述磁环的第二内径位置点和第二外径位置点分别安装所述热电阻传感器a2,所述第二内径位置点和所述第二外径位置点的连线经过所述磁环的圆心。
9、在一种可能的实施方式中,通过如下方式计算所述第一磁环温度:将所述热电阻传感器a1采集的磁环内径温度和磁环外径温度的平均值,确定为所述第一磁环温度;通过如下方式计算所述第二磁环温度:将所述热电阻传感器a2采集的磁环内径温度和磁环外径温度的平均值,确定为所述第二磁环温度。
10、在一种可能的实施方式中,所述磁环的材料可以为任一种磁环类材料。
11、在一种可能的实施方式中,所述磁环使用软磁材料。
12、在一种可能的实施方式中,所述磁环的材质为以下任一种:硅钢、铁氧体、非晶、纳米晶。
13、本申请实施例提供的一种基于磁环自升温的磁特性测量装置,能够分别对待测磁环进行自升温、去磁、磁特性测量。对磁环施加高频低磁密交流激励,由磁环产生涡流损耗自热升温;当热电阻传感器检测到磁环温度超过测试温度一定温度时,由温度控制器控制接触器断开高频激励电路,导通低频去磁电路对磁环进行去磁处理;在磁环温度降低到测试温度时,关断低频去磁电路,并结合环形样件测试法,对磁环进行给定温度下的磁特性测量。本申请实施例能够能够精准控制磁环的升温时间,在磁环的指定工作温度下测量磁特性,提高磁特性测量的准确度。
14、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
1.一种基于磁环自升温的磁特性测量装置,其特征在于,所述测量装置加装在磁环上,用于对所述磁环分别进行自升温、去磁、磁特性测量,包括高频激励电路、低频去磁电路、磁特性测量电路;
2.根据权利要求1所述的基于磁环自升温的磁特性测量装置,其特征在于,所述绕组a、所述绕组b、所述绕组c并行环绕在所述磁环上。
3.根据权利要求1所述的基于磁环自升温的磁特性测量装置,其特征在于,环绕所述磁环,在所述绕组a、所述绕组b、所述绕组c上包裹保温材料。
4.根据权利要求1所述的基于磁环自升温的磁特性测量装置,其特征在于,在所述磁环的第一内径位置点和第一外径位置点分别安装所述热电阻传感器a1,所述第一内径位置点和所述第一外径位置点的连线经过所述磁环的圆心;在所述磁环的第二内径位置点和第二外径位置点分别安装所述热电阻传感器a2,所述第二内径位置点和所述第二外径位置点的连线经过所述磁环的圆心。
5.根据权利要求4所述的基于磁环自升温的磁特性测量装置,其特征在于,通过如下方式计算所述第一磁环温度:将所述热电阻传感器a1采集的磁环内径温度和磁环外径温度的平均值,确定为所述第一磁环温度;通过如下方式计算所述第二磁环温度:将所述热电阻传感器a2采集的磁环内径温度和磁环外径温度的平均值,确定为所述第二磁环温度。
6.根据权利要求1所述的基于磁环自升温的磁特性测量装置,其特征在于,所述磁环的材料可以为任一种磁环类材料。
7.根据权利要求6所述的基于磁环自升温的磁特性测量装置,其特征在于,所述磁环使用软磁材料。
8.根据权利要求7所述的基于磁环自升温的磁特性测量装置,其特征在于,所述磁环的材质为以下任一种:硅钢、铁氧体、非晶、纳米晶。
