Метод и установка оперативного контроля магнитных свойств материалов деталей электрических аппаратов

• Автор: Ионов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ

МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ

1 Л. Классификация и обзор методов контроля

1.2. Наиболее перспективные методы контроля магнитных свойств МММ

1.3. Стандарты испытаний МММ

1.3.1. Стандарты МЭК

1.3.2. Стандарты ГОСТ Р

1.4. Современные магнитоизмерительные комплексы для контроля магнитных свойств МММ

2. МЕТОДИКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Постановка задачи
2.2. Метод расчета параметров электромагнитного поля
2.3. Метод решения оптимизационной задачи
2.4. Программный комплекс PULSE, реализующий алгоритм метода
2.4.1. Основные программные расчетные модули
2.4.2. Режимы работы программного комплекса PULSE
2.5. Программный комплекс JUMP при решении прямой задачи
2.5.1. Структура комплекса JUMP
2.5.2. Интеграция программы NONLP и программного комплекса JUMP
3. ОБОСНОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МЕТОДА КОНТРОЛЯ
МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Решение прямой и обратной модельных задач
3.1.1. Модель магнитной системы «Цилиндр-соленоид»
3.1.2. Модель магнитной системы «Призма-соленоид»
3.1.3. Модель магнитной системы «Два цилиндра-соленоид»
3.2. Расчет и анализ СМХ при введении погрешностей случайного характера в сигнал

3.2.1. Модель «Цилиндр-соленоид»
3.2.2. Модель «Призма-соленоид»
3.2.3. Модель «Два цилиндра-соленоид»

4. УСТАНОВКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ
4Л. Состав установки для контроля магнитных свойств МММ
4.1.1. Установка импульсного намагничивания(УИН)
4.1.2. Нагрузка УИН. Выбор контролируемых образцов
4.2. Первичные измерительные преобразователи установки контроля
4.2.1. Расчет и характеристики датчиков ЭМП в установке контроля
4.2.2. Расчет и характеристики датчика для контроля тока в УИН
4.3. Разработка контрольно-измерительной части разрабатываемой системы контроля
4.3.1. Плата ввода-вывода АЦП DAQCARD-700 для снятия сигналов с датчиков
4.3.2. Программа PULSE-LV для работы с измеряемыми сигналами
5. ЭКСПЕРИМЕНТ ПО КОНТРОЛЮ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ
5.1. Подготовка УИН для проведения экспериментов в ИМП
5.1.1. Оценка погрешности измерений тока для проведения испытаний образцов
МММ в импульсном магнитном поле
5.1.2. Подготовка оборудования для проведения экспериментов
5.2. Испытания образцов из МММ в импульсном магнитном поле
5.3. Обработка и анализ результатов эксперимента
5.4. Внедрение метода и установки контроля магнитных свойств деталей МММ на производстве
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА J U М Р.... 113 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ГОЛОВНОЙ МОДУЛЬ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА PULSE
(USER)
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Промышленностью выпускается большое многообразие электрических аппаратов, содержащих электромагнитные и электромеханические устройства. В состав этих устройств входят следующие основные детали:
- контакты электромагнитных, электромеханических реле и герконов;
- различные типы контактов автоматических выключателей и контакторов;
- магнитопроводы электромагнитных механизмов в аппаратах управления и защиты.
Детали этих устройств изготавливаются из магнитных и электропроводящих материалов, стоимость которых существенно влияет на себестоимость всего аппарата. Стремление снизить материалоемкость таких изделий и повысить их конкурентоспособность предъявляет повышенные требования к обеспечению качества производства.
Особенности технологии производства такого вида продукции не позволяют гарантировать сохранение магнитных свойств материалов после механической обработки деталей. Это в первую очередь относится к никелиевым магнитомягким сплавам, изделиям из магнитотвердых материалов (постоянным магнитам) и ко всем анизотропным магнитным материалам. Поэтому создание методов и установок для оперативного цехового контроля магнитных свойств материалов представляется весьма актуальной задачей, решение которой позволит существенно повысить качество выпускаемой электротехнической продукции.
Целью диссертационной работы было создание нового высокоэффективного метода контроля магнитных свойств материалов деталей электрических аппаратов и разработка установки для такого контроля. Для достижения этой цели были решены следующие основные задачи:

- зависимость, получаемая на каждом шаге в ходе прямого расчета численным методом с использованием пространственно-интегральных уравнений[3,105].
Представим в качестве искомых параметров X координаты точку магнитного насыщения на кривой намагничивания М ( Н ) — $, Н$ ) . То есть
Х = (М5,Н8) (2.18)
Перечислим основные этапы решения задачи, которые проводятся на каждом шаге вычислений.
Этап1. Задание исходных данных и выбор нулевых приближений параметров X . Исходные данные для решения поставленной обратной задачи включают в себя геометрию магнитной системы индуктор-деталь. Нулевые приближения параметров X ВЫ' бираются с учетом ограничений на эти параметры, то есть X Е 5* (см. разд. 2.1).
Этап2. Приближенное определение вектора О , указывающего направление изме-
нения переменных X при поиске минимума истинного критерия (2.4).

Поиск вектора У связан с тем, что функция (2.4) сложным и неявным образом зависит от параметров X . Точный анализ этой функции затруднителен, поэтому в окрестности исследуемой точки Х^ ^ она заменяется аппроксимирующей ее функцией простого вида
Ф'(Х).
В качестве функции Ф'(Х) выберем уравнение гиперплоскости, касательной к поверхности Ф(Х) в точке Х^ ^ , которое получается численным разложением