CN101699310B - 用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置 - Google Patents

Abstract

用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，它涉及磁性能测量领域。它是为了解决被测磁钢在磁开路条件下测量，其测量结果不能真实、不能定量地反映被测磁钢在气隙磁场中的磁通密度值的问题。本发明中用于构筑气隙磁场的构件的中部开有与被测磁钢尺寸相适应的通道，通道内上侧壁与被测磁钢上端面之间留有气隙，所述气隙的大小与被测磁钢在电器中的气隙大小相一致，磁传感器置于被测磁钢与闭合磁回路之间的气隙内，通过磁感应强度检测仪解算出磁传感器所处位置的磁感应强度的大小。本发明适用于在电器生产过程中测量被测磁钢在闭合磁回路条件下的气隙磁通密度值，进而根据测试数据优化磁钢在电机或电器中的排列，进而改善电机或电器的性能。

Description

用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置

技术领域

本发明涉及磁性能测量领域，具体涉及一种用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置。

背景技术

磁钢(也称永久磁铁)是永磁电机等电磁装置的主要部件，其磁性能对电机整体性能影响甚大，一方面，磁钢的磁性直接影响永磁电机的出力及功率，而生产商的磁钢产品因批次不同磁性也会不同，因而影响电机的整体性能；另一方面，即使是同一批次产品，磁钢的磁性能也是分散的，有时分散性很大，严重影响电机性能的一致性，同时使电机的齿槽定位力矩变大，引起振动与噪音，严重时电机不能正常使用。目前，解决上述问题的方法是：一、向磁钢生产商提出严格的质量要求；二、进行电机性能的测试，控制产品出厂质量；三、生产过程中对磁钢进行磁性能检测。其中，第一种方法在一定程度上能够提高磁钢磁性能的一致性，保证质量，但是保证完全的一致性是十分困难的；第二种方法是在电机已经制造完成后进行的，出现问题已经无法解决。因此，在电机生产过程中首先进行磁钢磁性能的检测，并根据检测结果对磁钢进行筛选、排列，是提高电机性能的一致性、抑制齿槽定位力矩变大的有效措施。而目前电机制造单位大多是采用磁钢表面磁通密度测量的方法进行测试，该方法在一定程度上能够反映磁钢磁通密度的分散性，但是由于测试是在磁开路的条件下进行的，磁通密度的测量值并不是电机或电器实际气隙磁场磁通密度值，因此测量结果不能真实、不能定量地反映磁钢磁通密度的分散性。

发明内容

本发明的目的是为了解决被测磁钢在磁开路条件下测量，其测量结果不能真实地反映被测磁钢在气隙磁场中的磁通密度值(磁通密度值可衡量磁钢磁通密度的分散性)的问题，进而提供了一种用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置。

本发明的技术方案是：本发明的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，它包括磁传感器，它还包括用于构筑气隙磁场的构件，所述用于构筑气隙磁场的构件由铁磁材料制成，用于构筑气隙磁场的构件的中部开有与被测磁钢尺寸相适应的通道，带有信号线接口的磁传感器固定于通道内上侧壁的中部，通道内上侧壁与被测磁钢上端面之间留有气隙，所述气隙的大小与被测磁钢在电器中的气隙大小相一致。

本发明具有以下有益效果：一、结构简单，测试方便；二、实现磁钢的闭合磁路测试，测量精度高，测得的磁通密度值与电器内的实际气隙磁通密度值相一致；三、能测试磁钢不同部位的磁通密度变化，反映同一块磁钢磁通密度的均匀性；四、实用性强，改变导轨的截面形状，即可用来测量不同形状的磁钢磁通密度值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的A向视图；图3是磁传感器保持架的结构示意图；图4是本发明的使用状态图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2和图4说明本实施方式的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，它包括磁传感器4，它还包括用于构筑气隙磁场的构件，所述用于构筑气隙磁场的构件由铁磁材料制成，用于构筑气隙磁场的构件的中部开有与被测磁钢尺寸相适应的通道1-1，带有信号线接口的磁传感器4固定于通道1-1内上侧壁的中部，通道1-1内上侧壁与被测磁钢上端面之间留有气隙H，所述气隙H的大小与被测磁钢在电器中的实际气隙大小相一致。所述用于构筑气隙磁场的构件形成闭合磁回路，被测磁钢的长度小于通道1-1的长度，从而使被测磁钢处于构件所形成的闭合磁回路内，被测磁钢与闭合磁回路之间的气隙H与电器中的实际气隙相同，通过测量出被测磁钢在闭合磁回路条件下的气隙磁通密度值，即可得知电机及电器的实际气隙磁通密度值。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，它还包括磁感应强度检测仪8，所述磁感应强度检测仪8通过信号线与磁传感器4上的信号线接口连接。磁感应强度检测仪8能够定量的计算出被测磁钢在闭合磁回路条件下的气隙磁通密度值，即电器的实际气隙磁通密度大小，本实施方式的其它组成与连接关系同具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，所述气隙H的大小为0.4mm～3mm，本实施方式的其它组成与连接关系同具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，所述用于构筑气隙磁场的构件由盖体1和底座2组成，所述盖体1设置在底座2上，本实施方式的其它组成与连接关系同具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图2和图4说明本实施方式的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，所述通道1-1设置在盖体1的下端面上，本实施方式的其它组成与连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式六：结合图2和图4说明本实施方式的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，所述通道1-1设置在底座2的上端面上，本实施方式的其它组成与连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式七：结合图1、图2和图4说明本实施方式的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，所述盖体1的外型呈倒“U”形，底座2的上端面上沿其长度方向开有滑道2-1，所述盖体1内的空腔与滑道2-1构成所述通道1-1，此通道1-1成为被测磁体移动的导轨，引导被测磁体做直线运动，改变导轨的截面形状，以适用于不同形状的磁钢，本实施方式的其它组成与连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式八：结合图1、图2和图4说明本实施方式的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，它还包括被测磁钢推动杆6和基板7，所述基板7垂直固接于底座2一侧的上端面上，被测磁钢推动杆6穿过基板7，被测磁钢推动杆6的一端与被测磁钢接触连接，被测磁钢推动杆6的另一端与手摇轮或电动机相连。所述被测磁钢推动杆6可以为丝杠或光杠，电动(旋转驱动部件是电动机)或手动(旋转驱动部件是手摇轮)转动丝杠，也可以电动(直线驱动部件是直线电动机)或手动推动光杠，将被测磁钢推入到闭合磁回路的气隙内，测量结束后，通过转动丝杠或推动光杠，使被测磁钢退出闭合磁回路，本实施方式的其它组成与连接关系与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图1、图2和图3说明本实施方式的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，它还包括磁传感器保持架3，磁传感器4安装在磁传感器保持架3的凹槽内，所述磁传感器保持架3固接于通道1-1上侧壁的中部，传感器保持架3由铝或铜制成，即非导磁材料，本实施方式的其它组成与连接关系与具体实施方式一至八任一相同。

具体实施方式十：结合图4说明本实施方式的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，所述用于构筑气隙磁场的构件由铁或马氏体型不锈钢制成，即导磁材料，本实施方式的其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

本发明的工作原理是：本发明中用于构筑气隙磁场的构件由铁磁材料制成，用于构筑气隙磁场的构件的中部开有与被测磁钢尺寸相适应的通道1-1，磁传感器4固定于通道1-1上侧壁的中部，磁传感器4通过信号线与磁感应强度检测仪8连接。将被测磁钢放置在通道1-1中，通过被测磁钢推动杆6的转动或推动，使被测磁钢置于通道1-1所形成的闭合磁回路内，并使被测磁钢与磁传感器4位置相对应，使磁传感器4的有效工作面垂直于被测磁钢的磁力线方向，被测磁钢的磁场在闭合磁回路磁场的作用下，气隙中的被测磁钢磁力线方向与被测磁钢上表面垂直，此时，气隙内的磁通密度与被测磁钢内部的磁通密度相同，即气隙内的磁通密度值与被测磁钢内的磁通密度值一致。当给磁传感器4通以电流时，将会在磁传感器4内产生霍尔电势，该电势的大小与磁感应强度大小成正比，磁传感器4将电压信号通过信号线送入磁感应强度检测仪8中，磁感应强度检测仪8对输入的电压信号进行处理，并进行相关的逻辑运算，从而解算出磁传感器4所处位置的磁场磁感应强度的大小，并通过显示元件显示出被测磁钢在闭合磁回路下的气隙磁通密度值。读取数据后，继续移动被测磁钢推动杆6，将被测磁钢推出闭合磁回路。

此装置可以测量出被测磁钢在闭合磁回路条件下的气隙磁通密度值，即电器的实际气隙磁通密度大小，通过数据分析进行筛选或根据理论分析进行优化排列与组合，以提高电机及电器的整体性能，特别是抑制电机的定位力矩，还可以测试同一被测磁钢沿移动方向磁通密度的分散性；更重要的用途是测试不同磁钢磁通密度的分散性，进而根据测试数据优化磁钢在电机或电器中的排列，以改善电机或电器的性能。例如对于多级电机，可通过磁钢的优化排列抑制定位力矩。本发明所使用的磁感应强度检测仪8可以采用上海亨通磁电科技有限公司生产的HT100系列数字特斯拉计或北京霍晟半导体器件有限公司生产的SG-42型数字特斯拉计等。

Claims (7)

1.用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，包括磁传感器(4)、磁感应强度检测仪(8)，所述磁感应强度检测仪(8)通过信号线与磁传感器(4)上的信号线接口连接，其特征在于：它还包括用于构筑气隙磁场的构件，所述用于构筑气隙磁场的构件由铁磁材料制成，所述用于构筑气隙磁场的构件由盖体(1)和底座(2)组成，所述盖体(1)设置在底座(2)上，所述盖体(1)的外型呈倒“U”形，底座(2)的上端面上沿其长度方向开有滑道(2-1)，所述盖体(1)内的空腔与滑道(2-1)构成通道(1-1)，通道(1-1)位于构筑气隙磁场的构件的中部，与被测磁钢尺寸相适应，带有信号线接口的磁传感器(4)固定于通道(1-1)内上侧壁的中部，通道(1-1)内上侧壁与被测磁钢上端面之间留有气隙(H)，所述气隙(H)的大小与被测磁钢在电器中的气隙大小相一致。

2.根据权利要求1所述的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，其特征在于：所述气隙(H)的大小为0.4mm～3mm。

3.根据权利要求1所述的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，其特征在于：所述通道(1-1)设置在盖体(1)的下端面上。

4.根据权利要求1所述的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，其特征在于：所述通道(1-1)设置在底座(2)的上端面上。

5.根据权利要求1所述的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，其特征在于：它还包括被测磁钢推动杆(6)和基板(7)，所述基板(7)垂直固接于底座(2)的一侧的端面上，被测磁钢推动杆(6)穿过基板(7)，被测磁钢推动杆(6)的一端与被测磁钢接触连接。

6.根据权利要求1至5任一所述的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，其特征在于：它还包括磁传感器保持架(3)，磁传感器(4)安装在磁传感器保持架(3)的凹槽内，所述磁传感器保持架(3)固接于通道(1-1)上侧壁的中部，磁传感器保持架(3)由铝或铜制成。

7.根据权利要求1所述的用于测量磁钢在电器中实际气隙磁场磁通密度值的装置，其特征在于：所述用于构筑气隙磁场的构件由铁或马氏体型不锈钢制成。

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