计算机化铁耗检测测试设备

型号 N1/C.12

在有些国家,特别注重能源节约,一些特殊法规强制规定电机输出必须清楚标示在电机底座上。
很明显,即使每台电机节省微不足道的几瓦特,几百万工作的电机也能节约大量能源,这就相当可观了。

在一个电机里面,越减少铁耗和铜耗,输出就越高。为了达到最好的结果,即制成既便宜又高输出的产品,必须严格控制这些耗损的发生和扩大。

对于铜耗,只要你重视,它就能相对容易检测的出来并纠正。而另一方面,定子和转子中的铁耗,可能由几个不同且并发的原因引起,所以很难一一找出并测试它们。

我们设计和推出的设备,可以给样品电机做定子和转子中铁耗的对比测试。

在交流电下工作的系统中,磁损耗由磁滞电流和寄生电流损耗组成,与磁通密度的平方大致成正比。

要提高电气设备的效率,磁损耗必须保持在一个最小的水平。要保持最小的磁损耗,就需要知道影响这些损耗的所有因素。我们的N1/C.12测试设备可以找出生产周期的每个步骤期间,在组装和绕线定子上的磁损耗水平。

事实上,电机所用钣金上的磁损耗由生产商给出,而且很容易通过一些符合特定法规(比如Epstein Yoke)的公认系统测试出来;但是获得最终定子的制造过程产生的损耗远远更多,且不容易被检测到。

通过与样本定子比较,我们的系统可以测试各个生产阶段中损耗的上升,并找出他们的源头,例如:

  • 切割造成的损耗,由于组成铁片的晶体系统遭到破坏。
  • 定子铁芯叠片短路造成的损耗,由于切割引起的火花,特别是当模具不够锋利时。
  • 由各种装紧系统造成的损耗,如:夹,铆接,钉,焊接,扣等。
  • 铁芯片表面绝缘不够,在芯片之间的寄生电流会增加。
  • 定子热处理的效率测试,是为了使晶体定向更容易,提高芯片间的绝缘度。

这款新的N1/C.12借助一台独特的设备,可以在定子上加载或卸载,执行实验室测试和生产测试。

标准版的设备可以适配大部分定子:最小可以是50mm的孔,外径250mm,高度200mm。对于特殊的产品或特定的应用,我们提供特定的设备来满足。

(系统的示意图)

apparecchio per collaudi funzionali e surge test

基本上,我们的系统可以同时检测到不同感应值下的完整定子包的功率损耗,并显示滞后曲线,评估它的饱和度。

请我们来回顾一下我们当初为什么决定要设计和完成一个系统来检测铁耗。正如介绍中所言,为了管控磁性材料的品质,我们有特制的实验室测试来评估一般由磁滞电流和寄生电流产生的磁损耗的量。

确定以上原因一个最好的方法叫“Epstein Yoke”。这个方法首先要准备一些磁性材料的样本,一个标准化的形式和一个组装流程。但是这项操作要很长一段时间来准备样品,所以不适合在生产线进行测试。

实际上在以上情况下,测试系统最好实时给出测量结果,才能保证产品品质一直在控制中。

考虑到这个,我们详细制定了设计和构建测试系统时必须满足的技术规格。

 

第一个要满足的要求是样本:必须是从产线抽取的样品,而不是特意准备的。

第二个重要的要求是测试简易和快捷,即机械和电子与测试设备的检测系统耦合。正如所有的测试和控制系统一样,为了对在被测物品做定量分析,测试设备会输出一系列测量数据。只要定义好产品容差,测试设备就可以用作判定通过/未通过的控制系统。

这个系统不仅能用于生产管控,还能作为实验室仪器。因此,与铁耗检测仪器一起,一个获取磁滞曲统,并能用相关图表显示试件磁滞回线的系统,也包含在内了。

此外,关于这个同样能在实验室使用的仪器,我们简单总结了与Epstain设备相关的机器运行的理论基础。

 

一个稳定的且可调节的正弦电压源为初级电感绕组供电,另外一个绕组(次级绕组)有两个可能性。用设备中已经装好的线圈,那样系统更易连接(生产测试中最为看重)或者在一个槽里绕一定数量的线圈(5或10)来提高精确度(用于实验室测量),然后把他们与前面的钳位连接。

然后将这绕组与测量系统上合适的插槽连接以读取次级感应电压,此电压与内核的通量密度成正比。

                              E = 2*P*f *F N /√2

其中:

f = 电源电压脉冲的频率

F  = 磁通量

N = 次级线圈的数量

 

电子控制元件的应用使实验室和生产使用成为可能。对于大规模生产来说,由于特殊的应用要求,需要实现气动设备。

所以,已知铁芯叠片包的横截面时,磁通量密度为:

B = F/S       B =( E */√2) / 2*P*f F *S

已知定子工作时的在最大感应值时,系统软利用上述公式,可以准确定义次级电压值,然后通过根据获得所需磁通密度必须的值,提供控制电路的供电电压。

一个连接在被测系统初级电源电流测量电路上的功率计,和连接在感应绕组上的电压测量电路会测量出铁耗。

简而言之:     Pw = E2* I1*cos(E^ I1)

因此,已知绕组的初级和次级比,之前的关系变为:

Pf =(N2/N1) *E1I1*cos(E^ I1)

表示转移到内核的电量,即磁滞电流与寄生电流造成的损耗之和。

凭借数据获取和数字化的系统,在对感应电压,磁化曲线或磁滞回线进行一系列精细的数学整合后,系统软件也能提供图形显示感应电压值和磁化电流值。

这样,我们提供了一个有效的方法,来评估内核的磁性饱和度,同时提供磁滞损耗的量化图像。

在做完样本测量之后,你可以储存系统设置;这样你可以测试不同的样品,保持被测器件的通电条件不变,以方便同一类型的一些样品与主样品的比对。

这可能让本系统第二个工作形式下使用,特别是在生产控制情境下进行测试。

 

测试截屏

 

videata test collaudo

在以下图片中,你可以找到,比方说N1/C系统的主屏。

这个机器可以做半自动化测试,它提供电压,电流并得出磁通量值。此外,它还提供磁滞回线的图表显示。

通过测量值与重置值的对比可以评估价格。此设置不需要额外的绕组也不需要在定子上执行其他动作:后者只需简单地平置于机器上并合上卡钳。

机器的提供电流(可在自耦电压源上手动设定),它测量产生的电流,第一个电路的电压(卡钳),电压和第二电路的动态相位。

所有必要的计算由管理软件实现;左边的图表显示电压,电流和感应电压值。

右边是根据测量得到的磁滞回线。

整个图表能自适应或手动缩放。

此外,这个定子的测试结果可以储存;机器可以显示样品是否在测试中,是否适合已储存样品的测试结果。

以上图片显示了一个中等尺寸的定子样品:在左上方有如下极限值:

  • 长度和高度(mm)
  • 次级绕组中线圈的数量。重要提示:设备可以处理内含的次级绕组(线圈)或多达10个线圈的次级绕组。
  • 储存和要求的磁量密度
  • 合格范围的百分比
  • 允许的损耗

在左上方总是有如下结果:

  • 截面计算(cmq)
  • 感应电压的推测值

操作员可以用自耦变压器控制器给样品通电,旋转调压控制按钮直到感应电压值(Vin)与之前计算的感应电压推测值(V)一致。

现在,如果磁场和漏电值进入合格范围,通过的灯会亮,否则就会显示不通过。

valore tensione indotta

以上图片是对一个小定子的测试,高75mm,长15mm;它由一个内含的次级绕组(1个线圈)进行测试,参考磁通密度是1.3 Wb/m2。2

设备显示铁耗是10.6W,感应电压是0.34V:正如你所见,62.15 A的电流在0.34 V的电压下,导致了1.3 Wb/m2的磁通密度和10.6W的漏电。

N1/C的机电实现

collaudo funzionale

图片所示为新仪器;打开水平台就可以插入或移除被测设备。不需要外部绕组。但是,你可以把最大10个线圈的绕组连接到合适的钳位上。

最后,我们想强调我们的系统不是要取代检测电机设备插槽的磁特性的经典方法。相反,它是要满足想在半成品生产阶段轻松检查产品质量的电机生产者的需求。换句话说,这个仪器是想持续控制磁性材料的品质尤其是成品的品质,评估单个阶段的准确性(切割,组装,内部槽系绝缘等)。由于管控简易和迅速,N1/C有助于提升产品品质标准并获得可观的电能节约。.