Измерение параметров материалов магнитных систем высокомоментных двигателей

• Автор: Чижов, Андрей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.11.01, 05.11.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА КАЧЕСТВО МАГНИТНЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЯ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1.1. Ферромагнитные материалы магнитных систем: свойства

1.1.1. Магнитомягкие материалы

1.1.2. Магнитотвердые материалы

1.1.3. Электроизоляционные покрытия

1.2. Анализ технологий изготовления магнитных систем

1.2.1. Технология изготовления сборочных единиц

из постоянных магнитов

1.2.2. Технология изготовления сборочных единиц
из магнитомягких сталей и сплавов
1.2.3. Технология сборки магнитопровода
1.3. Методики и средства измерения статических
магнитных характеристик
Глава 2. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ
НА ОСНОВЕ ИНДУКЦИОННО-ИМПУЛЬСНОГО МЕТОДА
2.1. Подготовка образцов-свидетелей для измерения
статических магнитных характеристик
2.1.1. Требования к тороидальным образцам-свидетелям
2.1.2. Требования к прямолинейным стержневым
образцам-свидетелям
2.2. Оценка влияния метода размагничивания на исходное состояние образца-свидетеля
2.3. Анализ режимов измерения индукционно-импульсного метода
2.3.1. Импульсный режим изменения напряженности
магнитного поля
2.3.2. Ступенчатый режим изменения напряженности
магнитного поля
2.3.3. Коммутационный режим изменения
напряженности магнитного поля
2.4. Оценка влияния длительности паузы между коммутациями
тока на статические магнитные характеристики

2.5. Методика измерения основной кривой намагничивания и параметров предельной петли гистерезиса
Глава 3. РАЗРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, АЛГОРИТМОВ КАЛИБРОВКИ И ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
3.1. Разработка основных технических требований к измерительно-вычислительному комплексу
«Измеритель параметров магнитомягких материалов ММ50А»
3.2. Оценка приведенной погрешности установки намагничивающего тока 5і и относительной погрешности
измерения магнитного потока 5ф
3.3. Разработка алгоритмов измерения статических магнитных характеристик основной кривой намагничивания
и петли магнитного гистерезиса
Глава 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КАЧЕСТВА
МАГНИТОПРОВОДОВ ИЗ ЛЕНТ СПЛАВА 49К2ФА
4.1. Разработка методики подготовки материалов к термообработке
4.2. Повышение качества Бе-Со сплавов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Высокомоментные двигатели (ВМД) в настоящее время нашли широкое применение в приборостроении, машиностроении, робототехнике, в технике специального назначения [1, 2]. Их технические и эксплуатационные параметры во многом зависят от качества магнитной системы, предназначенной для преобразования электромагнитной энергии в крутящий момент. В свою очередь электромагнитные параметры магнитных систем ВМД определяются магнитными параметрами постоянных магнитов и магнитопро-вода, выполненного из магнитомягкого материала (МММ), в качестве которого часто используется лента сплава 49К2ФА [3], и технологиями его изготовления. Несоответствие магнитных характеристик магнитопровода требуемым значениям приводит к возрастанию энергопотребления, снижению коэффициента полезного действия (КПД) и крутящего момента ВМД и, как следствие, к снижению углового ускорения, что служит браковочным признаком и ведет к ухудшению технико-экономических показателей производства.
Повышение качества продукции достигается входным и межоперацион-ным контролем магнитных параметров ленты сплава 49К2ФА, а именно индукции технического насыщения, остаточной магнитной индукции, коэрцитивной силы по индукции и максимальной магнитной проницаемости в процессе производства, неотъемлемой частью которого является термообработка МММ магнитной системы [4]. На сегодняшний день магнитные характеристики МММ измеряются оборудованием, ограничивающим получение в экспресс-режиме исчерпывающих знаний о магнитных параметрах применяемого материала, что связано с несовершенством как самих средств измерений, так и методик, заложенных в работу программного обеспечения. Эту задачу можно решить разработкой и внедрением в производство измерительно-вычислительных комплексов (ИВК) и алгоритмов исследования магнитных параметров МММ, обладающих повышенной точностью и быстродействием, основанных на современных

ны в работах [80, 81], в соответствии с которыми на сегодняшний день существует несколько способов приведения образца-свидетеля в требуемое исходное состояние.
Коммутационное размагничивание (рисунок 2.2) осуществляется методом коммутации тока от начального значения соответствующего магнитному полю насыщения образца-свидетеля до нуля с убывающей амплитудой. Применение такого метода в измерительно-вычислительных комплексах, в работу которых заложен индукционно-импульсный метод измерения, дает возможность отказаться от использования дополнительных схем и источников тока.
2500 2000 1500 1000 500
Модуль напряженности поля |Н|, А/м
Рисунок 2.2 - Режим коммутационного размагничивания сплава 49КФ
Одним из методов коммутационного размагничивания является применение импульсных установок, позволяющих выполнить размагничивание током прямоугольной формы.
Динамическое размагничивание (рисунок 2.3) производится магнитным полем синусоидальной формы с убывающей амплитудой от начального значения соответствующего магнитному полю насыщения до нуля. Метод является наиболее предпочтительным, поскольку позволяет повысить качество размагничивания нормированием частоты и характера уменьшения амплитуды напря-