專利名稱：用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁性能測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)
磁通密度值的裝置。
背景技術(shù)：
磁鋼(也稱永久磁鐵)是永磁電機(jī)等電磁裝置的主要部件，其磁性能對(duì)電機(jī)整體 性能影響甚大，一方面，磁鋼的磁性直接影響永磁電機(jī)的出力及功率，而生產(chǎn)商的磁鋼產(chǎn)品 因批次不同磁性也會(huì)不同，因而影響電機(jī)的整體性能；另一方面，即使是同一批次產(chǎn)品，磁 鋼的磁性能也是分散的，有時(shí)分散性很大，嚴(yán)重影響電機(jī)性能的一致性，同時(shí)使電機(jī)的齒槽 定位力矩變大，引起振動(dòng)與噪音，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)不能正常使用。目前，解決上述問(wèn)題的方法是 一、向磁鋼生產(chǎn)商提出嚴(yán)格的質(zhì)量要求；二、進(jìn)行電機(jī)性能的測(cè)試，控制產(chǎn)品出廠質(zhì)量；三、 生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)磁鋼進(jìn)行磁性能檢測(cè)。其中，第一種方法在一定程度上能夠提高磁鋼磁性能 的一致性，保證質(zhì)量，但是保證完全的一致性是十分困難的；第二種方法是在電機(jī)已經(jīng)制造 完成后進(jìn)行的，出現(xiàn)問(wèn)題已經(jīng)無(wú)法解決。因此，在電機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中首先進(jìn)行磁鋼磁性能的檢 測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)磁鋼進(jìn)行篩選、排列，是提高電機(jī)性能的一致性、抑制齒槽定位力矩 變大的有效措施。而目前電機(jī)制造單位大多是采用磁鋼表面磁通密度測(cè)量的方法進(jìn)行測(cè) 試，該方法在一定程度上能夠反映磁鋼磁通密度的分散性，但是由于測(cè)試是在磁開(kāi)路的條 件下進(jìn)行的，磁通密度的測(cè)量值并不是電機(jī)或電器實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值，因此測(cè)量結(jié) 果不能真實(shí)、不能定量地反映磁鋼磁通密度的分散性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決被測(cè)磁鋼在磁開(kāi)路條件下測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果不能真實(shí)地
反映被測(cè)磁鋼在氣隙磁場(chǎng)中的磁通密度值(磁通密度值可衡量磁鋼磁通密度的分散性)的
問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值
的裝置，它包括磁傳感器，它還包括用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件，所述用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)
件由鐵磁材料制成，用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件的中部開(kāi)有與被測(cè)磁鋼尺寸相適應(yīng)的通道，
帶有信號(hào)線接口的磁傳感器固定于通道內(nèi)上側(cè)壁的中部，通道內(nèi)上側(cè)壁與被測(cè)磁鋼上端面
之間留有氣隙，所述氣隙的大小與被測(cè)磁鋼在電器中的氣隙大小相一致。 本發(fā)明具有以下有益效果一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)試方便；二、實(shí)現(xiàn)磁鋼的閉合磁路測(cè) 試，測(cè)量精度高，測(cè)得的磁通密度值與電器內(nèi)的實(shí)際氣隙磁通密度值相一致；三、能測(cè)試磁 鋼不同部位的磁通密度變化，反映同一塊磁鋼磁通密度的均勻性；四、實(shí)用性強(qiáng)，改變導(dǎo)軌 的截面形狀，即可用來(lái)測(cè)量不同形狀的磁鋼磁通密度值。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A向視圖；圖3是磁傳感器保持架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的使用狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 結(jié)合圖1、圖2和圖4說(shuō)明本實(shí)施方式的用于測(cè)量磁鋼在電器中
實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，它包括磁傳感器4，它還包括用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件，
所述用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件由鐵磁材料制成，用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件的中部開(kāi)有與被
測(cè)磁鋼尺寸相適應(yīng)的通道1-1，帶有信號(hào)線接口的磁傳感器4固定于通道1-1內(nèi)上側(cè)壁的中
部，通道1-1內(nèi)上側(cè)壁與被測(cè)磁鋼上端面之間留有氣隙H，所述氣隙H的大小與被測(cè)磁鋼在
電器中的實(shí)際氣隙大小相一致。所述用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件形成閉合磁回路，被測(cè)磁鋼
的長(zhǎng)度小于通道1-1的長(zhǎng)度，從而使被測(cè)磁鋼處于構(gòu)件所形成的閉合磁回路內(nèi)，被測(cè)磁鋼
與閉合磁回路之間的氣隙H與電器中的實(shí)際氣隙相同，通過(guò)測(cè)量出被測(cè)磁鋼在閉合磁回路
條件下的氣隙磁通密度值，即可得知電機(jī)及電器的實(shí)際氣隙磁通密度值。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際
氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，它還包括磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)儀8，所述磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)儀8通過(guò)
信號(hào)線與磁傳感器4上的信號(hào)線接口連接。磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)儀8能夠定量的計(jì)算出被測(cè)磁
鋼在閉合磁回路條件下的氣隙磁通密度值，即電器的實(shí)際氣隙磁通密度大小，本實(shí)施方式
的其它組成與連接關(guān)系同具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁 場(chǎng)磁通密度值的裝置，所述氣隙H的大小為0. 4mm 3mm，本實(shí)施方式的其它組成與連接關(guān) 系同具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際 氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，所述用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件由蓋體1和底座2組成，所述蓋 體1設(shè)置在底座2上，本實(shí)施方式的其它組成與連接關(guān)系同具體實(shí)施方式
一、二或三相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖2和圖4說(shuō)明本實(shí)施方式的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際 氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，所述通道1-1設(shè)置在蓋體1的下端面上，本實(shí)施方式的其它組 成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖2和圖4說(shuō)明本實(shí)施方式的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際 氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，所述通道1-1設(shè)置在底座2的上端面上，本實(shí)施方式的其它組 成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖1 、圖2和圖4說(shuō)明本實(shí)施方式的用于測(cè)量磁鋼在電器中 實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，所述蓋體1的外型呈倒"U"形，底座2的上端面上沿其長(zhǎng) 度方向開(kāi)有滑道2-l，所述蓋體1內(nèi)的空腔與滑道2-1構(gòu)成所述通道l-l，此通道1-1成為 被測(cè)磁體移動(dòng)的導(dǎo)軌，引導(dǎo)被測(cè)磁體做直線運(yùn)動(dòng)，改變導(dǎo)軌的截面形狀，以適用于不同形狀 的磁鋼，本實(shí)施方式的其它組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。
具體實(shí)施方式
八結(jié)合圖1、圖2和圖4說(shuō)明本實(shí)施方式的用于測(cè)量磁鋼在電器中 實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，它還包括被測(cè)磁鋼推動(dòng)桿6和基板7，所述基板7垂直固 接于底座2 —側(cè)的上端面上，被測(cè)磁鋼推動(dòng)桿6穿過(guò)基板7，被測(cè)磁鋼推動(dòng)桿6的一端與被 測(cè)磁鋼接觸連接，被測(cè)磁鋼推動(dòng)桿6的另一端與手搖輪或電動(dòng)機(jī)相連。所述被測(cè)磁鋼推動(dòng) 桿6可以為絲杠或光杠，電動(dòng)(旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件是電動(dòng)機(jī))或手動(dòng)(旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件是手搖輪)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠，也可以電動(dòng)(直線驅(qū)動(dòng)部件是直線電動(dòng)機(jī))或手動(dòng)推動(dòng)光杠，將被測(cè)磁鋼推入 到閉合磁回路的氣隙內(nèi)，測(cè)量結(jié)束后，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠或推動(dòng)光杠，使被測(cè)磁鋼退出閉合磁回 路，本實(shí)施方式的其它組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
七相同。
具體實(shí)施方式
九結(jié)合圖1、圖2和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式的用于測(cè)量磁鋼在電器中 實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，它還包括磁傳感器保持架3，磁傳感器4安裝在磁傳感器 保持架3的凹槽內(nèi)，所述磁傳感器保持架3固接于通道1-1上側(cè)壁的中部，傳感器保持架3 由鋁或銅制成，即非導(dǎo)磁材料，本實(shí)施方式的其它組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一至八 任一相同。
具體實(shí)施方式
十結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)施方式的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁 場(chǎng)磁通密度值的裝置，所述用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件由鐵或馬氏體型不銹鋼制成，即導(dǎo)磁 材料，本實(shí)施方式的其它組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。 本發(fā)明的工作原理是本發(fā)明中用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件由鐵磁材料制成，用于 構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件的中部開(kāi)有與被測(cè)磁鋼尺寸相適應(yīng)的通道l-l，磁傳感器4固定于通 道1-1上側(cè)壁的中部，磁傳感器4通過(guò)信號(hào)線與磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)儀8連接。將被測(cè)磁鋼放 置在通道1-1中，通過(guò)被測(cè)磁鋼推動(dòng)桿6的轉(zhuǎn)動(dòng)或推動(dòng)，使被測(cè)磁鋼置于通道1-1所形成的 閉合磁回路內(nèi)，并使被測(cè)磁鋼與磁傳感器4位置相對(duì)應(yīng)，使磁傳感器4的有效工作面垂直于 被測(cè)磁鋼的磁力線方向，被測(cè)磁鋼的磁場(chǎng)在閉合磁回路磁場(chǎng)的作用下，氣隙中的被測(cè)磁鋼 磁力線方向與被測(cè)磁鋼上表面垂直，此時(shí)，氣隙內(nèi)的磁通密度與被測(cè)磁鋼內(nèi)部的磁通密度 相同，即氣隙內(nèi)的磁通密度值與被測(cè)磁鋼內(nèi)的磁通密度值一致。當(dāng)給磁傳感器4通以電流 時(shí)，將會(huì)在磁傳感器4內(nèi)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)，該電勢(shì)的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小成正比，磁傳感器 4將電壓信號(hào)通過(guò)信號(hào)線送入磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)儀8中，磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)儀8對(duì)輸入的電壓信 號(hào)進(jìn)行處理，并進(jìn)行相關(guān)的邏輯運(yùn)算，從而解算出磁傳感器4所處位置的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 的大小，并通過(guò)顯示元件顯示出被測(cè)磁鋼在閉合磁回路下的氣隙磁通密度值。讀取數(shù)據(jù)后， 繼續(xù)移動(dòng)被測(cè)磁鋼推動(dòng)桿6，將被測(cè)磁鋼推出閉合磁回路。 此裝置可以測(cè)量出被測(cè)磁鋼在閉合磁回路條件下的氣隙磁通密度值，即電器的實(shí) 際氣隙磁通密度大小，通過(guò)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行篩選或根據(jù)理論分析進(jìn)行優(yōu)化排列與組合，以提 高電機(jī)及電器的整體性能，特別是抑制電機(jī)的定位力矩，還可以測(cè)試同一被測(cè)磁鋼沿移動(dòng) 方向磁通密度的分散性；更重要的用途是測(cè)試不同磁鋼磁通密度的分散性，進(jìn)而根據(jù)測(cè)試 數(shù)據(jù)優(yōu)化磁鋼在電機(jī)或電器中的排列，以改善電機(jī)或電器的性能。例如對(duì)于多級(jí)電機(jī)，可通 過(guò)磁鋼的優(yōu)化排列抑制定位力矩。本發(fā)明所使用的磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)儀8可以采用上海亨通 磁電科技有限公司生產(chǎn)的HT100系列數(shù)字特斯拉計(jì)或北京霍晟半導(dǎo)體器件有限公司生產(chǎn) 的SG-42型數(shù)字特斯拉計(jì)等。
權(quán)利要求
用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，它包括磁傳感器(4)，其特征在于它還包括用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件，所述用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件由鐵磁材料制成，用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件的中部開(kāi)有與被測(cè)磁鋼尺寸相適應(yīng)的通道(1-1)，帶有信號(hào)線接口的磁傳感器(4)固定于通道(1-1)內(nèi)上側(cè)壁的中部，通道(1-1)內(nèi)上側(cè)壁與被測(cè)磁鋼上端面之間留有氣隙(H)，所述氣隙(H)的大小與被測(cè)磁鋼在電器中的氣隙大小相一致。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，其 特征在于它還包括磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)儀(8)，所述磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)儀(8)通過(guò)信號(hào)線與磁傳 感器(4)上的信號(hào)線接口連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，其 特征在于所述氣隙(H)的大小為0. 4mm 3mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，其 特征在于所述用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件由蓋體(1)和底座(2)組成，所述蓋體(1)設(shè)置在 底座(2)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，其 特征在于所述通道(1-1)設(shè)置在蓋體(1)的下端面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，其 特征在于所述通道(1-1)設(shè)置在底座(2)的上端面上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，其 特征在于所述蓋體(1)的外型呈倒"U"形，底座(2)的上端面上沿其長(zhǎng)度方向開(kāi)有滑道 (2-l)，所述蓋體(1)內(nèi)的空腔與滑道(2-1)構(gòu)成所述通道(1-1)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，其 特征在于它還包括被測(cè)磁鋼推動(dòng)桿(6)和基板(7)，所述基板(7)垂直固接于底座(2)的 一側(cè)的端面上，被測(cè)磁鋼推動(dòng)桿(6)穿過(guò)基板(7)，被測(cè)磁鋼推動(dòng)桿(6)的一端與被測(cè)磁鋼 接觸連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的 裝置，其特征在于它還包括磁傳感器保持架(3)，磁傳感器(4)安裝在磁傳感器保持架(3) 的凹槽內(nèi)，所述磁傳感器保持架(3)固接于通道(1-1)上側(cè)壁的中部，傳感器保持架(3)由 鋁或銅制成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置， 其特征在于所述用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件由鐵或馬氏體型不銹鋼制成。
全文摘要
用于測(cè)量磁鋼在電器中實(shí)際氣隙磁場(chǎng)磁通密度值的裝置，它涉及磁性能測(cè)量領(lǐng)域。它是為了解決被測(cè)磁鋼在磁開(kāi)路條件下測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果不能真實(shí)、不能定量地反映被測(cè)磁鋼在氣隙磁場(chǎng)中的磁通密度值的問(wèn)題。本發(fā)明中用于構(gòu)筑氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件的中部開(kāi)有與被測(cè)磁鋼尺寸相適應(yīng)的通道，通道內(nèi)上側(cè)壁與被測(cè)磁鋼上端面之間留有氣隙，所述氣隙的大小與被測(cè)磁鋼在電器中的氣隙大小相一致，磁傳感器置于被測(cè)磁鋼與閉合磁回路之間的氣隙內(nèi)，通過(guò)磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)儀解算出磁傳感器所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。本發(fā)明適用于在電器生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)量被測(cè)磁鋼在閉合磁回路條件下的氣隙磁通密度值，進(jìn)而根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)優(yōu)化磁鋼在電機(jī)或電器中的排列，進(jìn)而改善電機(jī)或電器的性能。
文檔編號(hào)G01R33/12GK101699310SQ20091007310
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者劉承軍, 尚靜, 徐永向, 李勇, 王騫, 胡建輝, 鄒繼斌 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)