一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置制造方法及图纸

一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置，包括积分器、运算放大器、Ａ／Ｄ转换器、调节器、电磁铁、控制电路，其中控制电路包括单片机、触发电路、２２０Ｖ交流电源、开关电路、整流电路、滤波电路、拨码盘、面板表。单片机从拨码盘读入数据，通过计算后与输入的Ａ／Ｄ转换值进行比较，然后单片机根据比较结果，使触发电路输出触发脉冲，并使触发脉冲与交流２２０Ｖ电源提供的交流信号比较后在整流电路中进行整流，再经过滤波电路进行滤波，进而控制退磁电流的变化，开关电路由接触器和控制开关组成，面板表则用于测量并显示电路中的电压和电流。本装置检测快速而且价格合理，可以把测量时间从３分钟减小到４０秒，价格也只是国内同类产品的１／５。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术特别属于一种钕铁硼材料热稳定性的检测装置，特别涉及一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置。
技术介绍
随着钕铁硼(NdFeB)等高矫顽力的新型永磁材料的出现并且在工业生产中的普遍应用，对该永磁材料性能的检测技术及设备越来越不能满足一般生产厂家的要求。特别是钕铁硼磁体投入批量生产以后，每块产品磁性能的无损检验一直是生产者必须解决的难题，这也成为制约我国稀土工业发展的瓶颈之一。为了保证产品的质量，采用了许多的方法。仿照铝镍钴磁体抽样检验的方法，在烧结炉的各个部位安放φ10×10mm样品，利用测量样品的性能来确定产品的性能，结果发现样品的测量性能与产品的测量性能相差较大。对于产品的测量，采用切割永磁块测试的方法，破坏了产品的完整性；割过试样的产品无法交付用户使用，消耗了钕铁硼材料和需要切割费用；割样测量所需时间较长，代价较高，而检验结果仅是磁体某个角上的性能，由于磁体性能不均匀，测量结果与磁体实际性能相差较大。对于NdFeB样品的测量，采用的是永磁材料磁滞回线测试仪，用来描绘磁性材料在直流磁化场下的磁特性，也称为静态磁特性。国内较为典型的是中国计量科学研究院磁性测量实验室研制的NIM-10000H稀土永磁无损检测系统；国外是德国科伦磁物理公司的PERMAGRAPH-REMAGRAPH型磁性测量仪。两者的基本原理都是一样的，测量过程中通过缓慢增加磁化电流使磁通变化量dΦ/dt为一常量，从而避免测量过程中产生涡流以及产生磁场和磁极化强度之间的相角；在测量中采用H线圈代替霍尔片测量磁场，消除了人为因素和霍尔非线性的影响；并且对积分器的漂移采取了措施，通过软件进行线性修正以及硬件设计来消除积分器的线性漂移和非线性漂移。采用这些设备在测量过程中从零开始逐渐的增加电流，在增加电流的过程中，从测量线圈来获得磁通密度和磁场强度，以便来确定点，从而描绘出材料的退磁曲线，得到永磁体较为完整的技术参数，但是只适合于那些要求准确测量标准样品磁性参数的场合，要想用这些设备进行永磁材料的逐块测量是不可能做到的；同时价格昂贵也是限制其推广应用的一个原因。对永磁材料的成品检验虽然可以通过使用磁通计或特斯拉计或亥姆赫兹线圈+磁通计来进行，但都只能对永磁材料常温特性进行检验，而对电机生产厂家最为关心的高温磁性能，也就是热稳定性的快速检验仍存在着很大的困难，迄今还没有一种快速测试的方法和装置能够实用。NdFeB永磁材料虽然具有较高的最大磁能积、剩磁和矫顽力，但是也有其明显的缺点，就是居里温度低和温度系数高。较高的温度系数造成其磁性能热稳定性较差，高温下使用时容易发生不可逆退磁，磁损失较大，永磁体的磁性参数变化，直接影响了电机的运行性能。NdFeB永磁材料的退磁曲线在常温或者较低温度下为一条直线，但是随着温度的升高，退磁曲线也会发生变化，如附图1中的两条退磁曲线分别代表了某一牌号的钕铁硼材料在不同温度下的退磁曲线示意图。图1中，室温t0时剩余磁通密度(或称为剩磁)为Br0(单位kGs)，矫顽力为Hc0(单位kOe)，内禀矫顽力为HcJ0(单位kOe)，临界场强为HK0(单位kOe)；工作温度t时相应参数为Brt、Hct、HcJt、HKt。α(Br)和α(HcJ)取绝对值，并简写为αB和αH。其中临界场强HK0定义为J-H曲线上，0.9Br0对应点的磁场强度，如图中虚线所对应的点。图1中，J-H曲线又称为内禀退磁曲线；B-H曲线称为退磁曲线。图1中有两条J-H曲线，两条B-H曲线，分别对应着两个不同的温度下的曲线。J-H曲线和B-H曲线只要知道其中任何一条，就可以画出另一条；所以在某一温度下，描述永磁材料特性，通常将J-H曲线和B-H曲线同时画出。因为实际应用时，虽然电机的工作点是沿着B-H曲线来回移动的，但是要想直观的反应永磁材料性能的好坏，需要的是J-H曲线上的各个参数。随着温度的升高，退磁曲线将会发生拐弯，发生拐弯的点，我们称之为拐点，如附图1中的K点。NdFeB永磁材料的这种缺点增加了永磁电机设计中的复杂性，也大大降低了电机运行的可靠性。永磁电机在运行时受到作用的退磁磁场强度是反复变化的。当对已充磁的永磁体施加退磁磁场强度时，磁通密度将会沿着图1中的退磁曲线BrtK下降。当退磁磁场强度不超过拐点K时，回复线与退磁曲线的直线段相重合；当退磁磁场强度超过拐点K后，新的回复线PR就不再与退磁曲线重合了。这样当退磁磁场强度消失后，永磁体的剩余磁感应强度Br将下降，永磁体的磁性参数变化，直接影响了电机的运行性能，称这种现象为不可逆退磁，又叫失磁。永磁体失磁后，只有对其重新充磁才能够继续使用，造成了相当大的损失。为此在使用NdFeB永磁材料时，一定要校核永磁体的最大去磁工作点，以增强其可靠性。为了能做到这一点，必须知道每一种型号NdFeB永磁材料在最高工作温度下退磁曲线拐点的位置，来设计电机参数，使电机在最不利情况下(包括高温度、大电流)磁通密度仍然在永磁体退磁曲线拐点的上方往返变化。当电机停止运行时，永磁材料的剩余磁感应强度Br不变。但是在实际应用中，拐点位置的确定存在着不少不确定因素。由于生产工艺和技术上的原因，同一厂家，同一型号，甚至同一批磁体的磁性能存在着较大的差异。为了提高电机性能，使之运行可靠，到目前为止可行的方法是对出厂的NdFeB永磁体产品进行逐块测量。采用现有的设备虽然能够准确的描绘出每块永磁体的磁性参数，但是对于成批的永磁体来说，要逐块检测则不容易做到。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置。为了满足生产厂家逐块检测的要求，本技术装置主要对永磁体的高温下磁特性是否合格做出判断。即根据电机生产厂家按照电机的设计要求，对钕铁硼材料的拐点进行设定，对一批产品进行检测，来检验这一批产品的拐点位置是否符合设计要求，以此判断该钕铁硼材料是否符合电机设计的要求。该技术检测装置包括积分器、运算放大器、A/D转换器、调节器、电磁铁、控制电路。其中积分器用于测量电磁铁上测量线圈产生的磁通量，并将其输出信号经运算放大器放大和A/D转换器转换后，输入到单片机。电磁铁包括磁化绕组、NdFeB永磁材料、磁轭、极柱、极头、B测量线圈、铂电阻、加热层和隔热层，其中NdFeB永磁材料夹在两电磁铁极头之间，B测量线圈缠绕在NdFeB永磁材料上，铂电阻嵌入在极头内，加热层位于极头和极柱之间，加热层和极柱之间设有隔热层。人工智能工业调节器，用于控制电磁铁上加热层的电流。加热层上安装有Pt电阻温度传感器，调节器能对加热层的温度进行实时监控。控制电路是本装置的核心部分，包括单片机、触发电路、220V交流电源、开关电路、整流电路、滤波电路、拨码盘、面板表，其中单片机从拨码盘读入数据，通过计算后与输入的A/D转换值进行比较，然后单片机根据比较结果，使触发电路输出触发脉冲，并使触发脉冲与交流220V电源提供的交流信号比较后在整流电路中进行整流，再经过滤波电路进行滤波，进而控制退磁电流的变化，开关电路由接触器和控制开关组成，面板表则用于测量并显示电路中的电压和电流。应用本检测装置对电机用烧结钕铁硼材料的热稳定性进行检测，可以直观的来判断电机生产厂家最为关心的永磁材料高温下退磁曲线拐点位置，来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机用烧结钕铁硼材料热稳定性的检测装置，包括积分器、运算放大器、Ａ／Ｄ转换器、人工智能工业调节器、电磁铁、控制电路，其特征在于调节器，用于控制电磁铁上加热层的电流；积分器，用于测量电磁铁上测量线圈产生的磁通量，并将其输出 信号经运算放大器放大和Ａ／Ｄ转换器转换后，输入到单片机；人工智能工业调节器，用于控制电磁铁上加热层的电流，加热层上安装有Ｐｔ电阻温度传感器，调节器能对加热层的温度进行实时监控；控制电路，包括单片机、触发电路、２２０Ｖ交流电源 、开关电路、整流电路、滤波电路、拨码盘、面板表，其中单片机从拨码盘读入数据，通过计算后与输入的Ａ／Ｄ转换值进行比较，然后单片机根据比较结果，使触发电路输出触发脉冲，并使触发脉冲与交流２２０Ｖ电源提供的交流信号比较后在整流电路中进行整流，再经过滤波电路进行滤波，进而控制退磁电流的变化，开关电路由接触器和控制开关组成，面板表则用于测量并显示电路中的电压和电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐任远，姜代维，林岩，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]