Автоматизированное электротехническое оборудование для технологического контроля высокоэнергетических постоянных магнитов в импульсном поле

• Автор: Андреев, Вячеслав Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Глава 1. Исследование электромагнитных процессов в силовом импульсном блоке контролирующего оборудования
1.1. Электрические схемы импульсного оборудования для намагничивания и контроля постоянных магнитов

1.2. Переходные процессы в ИИМП бестрансформаторного типа

1.3. Переходные процессы в ИИМП трансформаторного типа

1.4. Влияние постоянного магнита на параметры импульса

1.5. Расчет и оптимизация конструкции индукторных систем, обеспечивающих необходимую однородность поля и длительность импульса
1.6. Выводы

Глава 2. Математическая модель состояния постоянного

магнита

2.1. Дифференциальные уравнения состояния магнитного вещества

2.2. Упрощенная модель состояния постоянного магнита в разомкнутой магнитной цепи на основе понятия размагничивающего фактора
2.3. Математические модели постоянного магнита в разомкнутой магнитной цепи с учетом реального распределения намагниченности
2.4. Выводы
Глава 3. Методика натурно-модельного исследования свойств
высококоэрцитивных постоянных магнитов в разомкнутой цепи в импульсном магнитном поле
3.1. Принцип построения системы натурно-модельного эксперимента по контролю свойств постоянных магнитов
3.2. Математическая модель системы контроля постоянных магнитов
3.3. Математическое представление материала постоянного магнита в ходе натурно-модельного эксперимента
3.4. Уравнение связи постоянного магнита с измерительной катушкой
3.5. Алгоритм восстановления свойств магнитного материала по методу натурно-модельного эксперимента
3.6. Анализ методической погрешности натурно-модельного эксперимента...
Глава 4. Реализация метода контроля свойств высокоэнергетических
постоянных магнитов в импульсном магнитном поле в автоматизированном электротехническом оборудовании
4.1. Функциональная схема и устройство установки контроля гистерезисных параметров редкоземельных магнитов
4.2. Особенности системы регистрации экспериментальных данных
4.3. Обработка данных эксперимента
4.4. Расчет магнитной характеристики по экспериментальным данным
4.5. Пример контроля образца постоянного магнита на установке ТКМГП
4.6. Распечатка отчета и другие возможности
4.7.Вывод ы
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Стенд контроля магнитов полуавтоматический ТКМГП
Приложение 2. Техническое задание
Приложение 3. Акт внедрения
Приложение 4. Акт внедрения
Приложение 5. Акт внедрения
Приложение 6. Отчет о проведении анализа конструкторской документации
на экологическую безопасность изделия коэрцитиметр ТКМГП

Актуальность темы. Применение постоянных магнитов (ПМ) в технике ежегодно увеличивается. За последние годы отмечается большой спрос на ПМ из редкоземельных магнитотвердых материалов (РЗМ), типа ЖИеВ, БшСо [1-7]. Отличительной особенностью этих материалов максимальная коэрцитивная сила, которая делает эти магниты лидерами по применению в новых изделиях. Препятствием во взаимоотношениях между поставщиками магнитов и потребителями остается определение свойств ПМ.
Важной задачей является технологический и приемо-сдаточный контроль свойств РЗМ в процессе изготовления ПМ сложной формы. Известно, что режимы технологического процесса значительно влияют наконечные свойства магнита, которые от партии к партии могут иметь широкий разброс. При этом в процессе технологического контроля свойств материала ПМ в образцах сложной формы, не прошедших механическую обработку, можно допустить сравнительные испытания при наличии эталонных ПМ. Поэтому создание оборудования для оперативного технологического контроля магнитных параметров ПМ является актуальной задачей повышения качества изделий электротехники.
Увеличение производства редкоземельных высококоэрцитивных ПМ и непрерывное расширение их области применения в ответственных изделиях с экстремальными условиями работы (повышенная температура до170°С, воздействие размагничивающих полей) вызывает необходимость дальнейших исследований и разработки новых эффективных методов производственного контроля свойств этих магнитов. Одним из наиболее перспективных является метод контроля свойств материалов редкоземельных ПМ в разомкнутой цепи с применением импульсных полей. Этот метод открывает перспективы получить информацию, как о первоначальной кривой намагничивания, так и обо всей кривой размагничивания и ее параметрах:
Рис. 2.4 Ферромагнитный тор с внешним источником магнитного поля, создаваемого электрическим током в обмотке: а) идеально замкнутая магнитная цепь (сердечник обмотки - замкнутый тор); б) разомкнутая магнитная цепь (сердечник обмотки - разрезанный тор).
НР=-ЫМ. (2-21)
Коэффициент пропорциональности N называется коэффициентом размагничивания, или размагничивающим фактором [18]. Согласно (2-19) и (2-20), можно записать, что:
Я = Я0-ЯМ. (2-22)
Таким образом, истинная напряженность магнитного поля Я, которая действует на материал образца, меньше напряженности внешнего поля. Размагничивающий фактор N изменяется в пределах от 0 до 1 и в сильной степени зависит от относительной длины образца, которая представляет собой отношение длины к поперечным размерам. Значение N уменьшается с увеличением длины образца. Обычно требуется знать магнитные свойства ферромагнетиков в функции внутреннего, магнитного поля. С этой целью рассмотрим, как производится пересчет кривой М=ДЯ0) на М=/[Н), так как практически более легко определяется именно зависимость намагниченности от внешнего магнитного поля.
Совместное рассмотрение уравнений (2-5) и (2-22) позволяет получить
математическую модель МП, выразив намагниченность и напряженность
магнитного поля внутри образца через индукцию поля внутри образца и напряженность внешнего поля. Строго говоря, уравнение (2-21) справедливо лишь для однородно намагниченного образца. Однако, если направление внешнего поля совпадает с осью легкого намагничивания образца, то все векторы в уравнениях