Способ измерения напряженности магнитного поля в ферромагнитном материале

 

Изобретение предназначено для измерения напряженности магнитного ПОЛЯ (МП) и отдельных участков неоднородной магнитной цепи (Щ) при любой несинусоидальности тока в широком ди-апазоне зазоров, частот и магнитных индукций. Способ измерения напряженности МП реализован в устройстве и заключается в следующем. На исследуемое .изделие помещают разный датчик и производят измерения.. По напряжению на измерительной об- -мотке (ИО) 2 выставляют то значение магн гпюго потока, при котором производилась тарировка. Ваттметром 7 измеряют общ15е потери мощности и, вычитая из них потери мощности в стали и в меди датчика, определяют потери мощности PUI| в участке МЦ. Коэффициент гармоник тока Кр; измеряют с помощью измерителя нелинейных искажений5 подключенного параллельно резистору. Фазометром измеряют сдвиг по фазе ( между намагничивающим током и напряжением ИО 2. Определяют )1апряженность МП в участке МЦ по. выражению Н,„ -ч|2-Риг-СО - ll-Kp. / /U lijij Cosfy , где Н,„ амплитудное значение первой гармоники напряженности МП; 60 ЧИСЛО витков ИО 2; И - действующее значение напряжения в ИО 2; 1иц средняя длина участка МЦ. Способ имеет расширенные функциональные возможности за счет обеспечения измерения напряженности МП в отдельном участке неоднородной МЦ при несинусоидальном токе при наличии зазоров, в диапазоне частот и магнитных индукций. 2 ИЛ. с л с 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 G 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4092799/24-21 (22) 16.07.86 (4б) 07..05.88. Бюл. Ф 17 (71) Оренбургский политехнический институт (72) P.Ê.Ãà÷èê, М.О.Осипов и В.В.,Ценисов (53) 621.317.44(088.8) (56) Чечерников В.И. Магнитные измерения. М.: МГУ, 1969,. с, 243-244, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ФЕРРОМАГНИТНОМ

МАТЕРИАЛЕ (57) Изобретение предназначено для измерения напряженности магнитного поля (МП) и отдельных участков неоднородной магнитной цепи (ЬЩ) при любой несинусоидальности тока в широком диапазоне зазоров, частот и магнитных индукций. Способ измерения напряженности NII реализован в устройстве и заключается в следующем.

На исследуемое изделие помещают П-образный датчик и производят измерения.

По напряжению на измерительной об.мотке (ИО) 2 выставляют то значение магн тпого потока, при котором производилась тарпровка. Ваттметром 7 измеряют общие потери мощности и, вычитая из них потери мощности в стали и в меди датчика, определяют потери мощности Р „ в участке МЦ.

Коэффициент гармойик тока К,; измеряют с помощью измерителя нелинейных искажений, подключенного параллельно резистору. Фазометром измеряют сдвиг по фазе g между намагничивающим током и напряжением ИО 2. Определяют напряженность МП в участке HLl, по выравеии.е Н, = Г2 Рв, и и1-К„, /

/U 1цц" Cosp где H<„— амплитудное значение первой гармоники напряженности МП (g — число витков ИО 2;

Й вЂ” действующее значение напряжения в ИО 2; 1 ц — средняя длина участка

МЦ. Способ имеет расширенные функциональные возможности за счет обеспе1 чения измерения напряженности МП в отдельном участке неоднородной МЦ при несинусоидальном токе при наличии зазоров, в диапазоне частот и магнитных индукций. 2 ил.

1394184

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к магнитным измерениям, и предназначе но для измерения напряженности (Н) магнитного поля в отдельных участках ггеоднородной магнитной цепи (МЦ) при любой несинусоидальности тока и в широком диапазоне зазоров, частот и магнитных индукций, 1Î

Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения Н внутри ферромагнитного материала в отдельном участке неоднородной МЦ при несинусо- 15 идальном токе при наличии зазоров, в диапазоне частот и магнитных индук цггИ сс !

На фиг. 1 представлена схема измерений при -.àðèðîâêå датчика; на 20 ! фиг, 2 -- устройство, реализующее предлагаемый способ.

Сущность способа заключается в ,определении Н материала по величине потерь мощности в этом материале. 25

При неизменном значении магнитного потока величина данных потерь не зависит от зазора. Если питающее напряжение синусоидальное, то намагничивающий ток и Н будут несинусоидаль- 3g ными. Поэтому определяют амплитудное значение 1-й гармоники Н,„,, а затем переходят к среднеквадратичному значению Н: н„

Н

-12 .)1-»,.

Измерение Н производят в следующем порядке, Предварительно проводят тарировку величины потерь мощности в стали (фиг, 1) П-образного сердечника (датчика), имеющего две обмот"ки — намагничивающую 1 и измерительную 2. Потери мощности в стали измеряют по ваттметровому методу. Для этого к П-образному сердечнику 3 пристыковывают другой такой же сердечник 4 с обмотками 5 и б. Все обмотки имеют одинаковое число витков и известно их активное сопротивле" ние R. При расстоянии между стержнями сердечника, в десятки раз большем величины зазора, показания вольтметров практически одинаковы. Это

55 означает, что магнитный поток ». в

П-образных сердечниках 3 и 4 один и тот же, т.е. ничтожным будет расстояние магнитного потока, вызванное наличием зазора (до 1 мм) между сер-. дечниками.

Устанавливают какое-либо фиксированное значение напряжения на измерительных обмотках П„ путем регулировки напряжения питания U. Это напряжение Пи, поддерживают одинаковым и при TspHpGBKg vi при дальнейших измерениях. Это означает, что магнитный поток и при тарировке и при измерениях будет одним и тем же. Для снижения погрешностей величину магнитной индукции выбирают такой, чтобь1 она. не превышала 0»8 величины магнитной ийдукции насыщения. При заданном напряжении измерительной обмотки ваттметр 7 И, показывает суммарные потери в меди (Т Н) и в стали двух сердечников. Вычитая из показаний ваттметра 7 Ы„ значения потерь в меди

Е и раздетгив разность на два, получают потери в стали одного сердечI -IHK G, Для определения магнитных параметров материала исследуемого изделия на него помещают П-образный датчик и производят измерения (фиг, 2), По напряжению на измерительной обмотке 2 выставляют то значение магнитного потока, при котогом проводилась тарировка. Ваттметром измеряют общие потери мощности и, вычитая из них потери мощности в стали и в меди датчика, определяют потери мощности

Р, в участке МЦ.

Коэффициент гармоник тока k, измеряют с помощью измерителя нелинейных искажений, подключаемого параллельно резистору 7. Фазометром измеряют сдвиг,по фазе между намагничивающим током и напряжением измерительной обмотки 2.

Измеренные значения: P„> — потери мощности в участке МЦ» 1I1„ средняя длина участка МЦ; (д — число витков измерительной обмотки; k — коэффициент гармоник тока в намагничивающей обмотке; U — действующее значение напряжения на измерительной обмотке и cos g, где p — сдвиг по фазе между напряжением на измерительной и током в намагничивающей обмотках, подставляют в формулу .Г2 Р», и 11-ic,; I m

11 1 „соя гг»

84 рительн ряженно магнитн

13941 ой обмотке и определяют напсть магнитного поля в участке ой цепи по выражению формула изобретения где Н„ цч

k„

Составитель А. Дивеев

Техред М.Дидык Корректор М. Пожо

Редактор А. Ворович

Заказ 2219/44 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и подсчитывают усредненное по длине между полюсами датчика значение Н магнитного участка, несмотря на наличие зазоров, Н в которых будет в тысячи раз отличаться от Н в стали.

Способ измерения напряженности 1О магнитного поля в ферромагнитном материале, включаюший создание магнитного поля в материале, замкнутом в магнитную цепь, и измерение действующего значения напряжения на изме- 1 рительной обмотке, о т л и ч .а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерения напряженности магнитного поля в отдельном 20 участке неоднородной магнитной цепи при несинусоидальном токе при наличии зазоров, в диапазоне частот и магнитных индукций измеряют потери мощности в участке магнитной цепи, 25 коэффициент гармоник тока в намагничивающей обмотке и сдвиг по фазе между этим током и напряжением на измеамплитудное значение первой гармоники напряженности магнитного поля; потери. мощности в участке магнитной цепи; число витков измерительной обмотки; коэффициент гармоник тока в намагничивающей обмотке; действующее значение напряжения на измерительной обмотке; средняя длина участка маг1 нитной цепи; сдвиг по фазе между напряжением на измерительной и током в намагничивающей обмотках,