Способ определения относительного изменения объема поперечных магнитных доменов в витых магнитопроводах

(5)5 6 01 й 33/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ очнои, пояс фиг.3агаемы(71) Запорожский государственный университет(56) Втле Н., бгоззе-йоЬз Яв апб ЯсЬоп 7 еЫег Я. ТЬе .пчадпесозтгсбоп о 1 дгаи-огепсес 3 регсепт зсопгоп зсгйз. - РЬузса, 1.975, 80 В, р,83-94.СцОу В,О, пгос 3 цсбоп со еадпес г васегаз. - Веас 3 пд, Маззастцзепз; Аббзоп-Лезеу, 1972, р,284-285,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА ПОПЕРЕЧНЫХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ В ВИТЫХ МАГНИТОПРОВОДАХ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в трансформаторостроении для совершенствования технологии изготовления витых Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в трансформаторостроении для совершенствования технологии изготовления витых магнитопроводов из аниэотропной электротехнической стали с ребровой крйсталлографической текстурой,. Цель изобретения - повышенисти способа.На фиг,1, и 2 приведены графиняющие предлагаемый способ; на4 - устройства, реализующие предлспособ,г, ЫЛг 1718163 А 1 магнитопроводов иэ анизотронной электротехнической стали с ребровой кристаллографической структурой. Изобретение позволяет повысить точность определения объема поперечных магнитных доменов путем учета междувиткового замыкания в магнитопроводе при измерении его магнетосопротивления и определении константы магнетосопротивления для исследуемой партии магнитопроводов, Коэффициент междувиткового замыкания определяется по величине отклонения от расчетного значения магнитного напряжения, измеряемого поясом Роговского, охватывающим витки магнитопровода, по которым пропускается ток. По величинам коэффициента междувиткового замыканияя магнетосопротивления и константы магне- щ тосопротивления с помощью расчетной формулы определяется объем магнитных .доменов, намагниченность которых перпен- Я дикулярна оси магнитной ленты, из которой навит магнитопровод. 4 ил. На фиг,1 приведены результаты сопоставления расчетного значения коэффици- ф ента междувиткового замыкания (Красч) и Ы экспериментального (К), измеренного с помощью попов Роговского, двя мвгнитопро )в водов различных размеров и с различными а типамимеждувитковой электроизоляции. Красч определяется по формулеВп Красч = -- 1Я где Й 11 - сопротивление магнитной ленты, из которой навит магнитопровод;Й - сопротивление магнитопровода,Для определения сопротивления магнитной ленты используют формулу,1 пь2где р 1 - удельное электросопротивление материала ленты;гл - масса магнитопровода;р 2 - плотность материала ленты;.Я - площадь поперечного сечения лентыСплошная линия на фиг.1, являющаяся линейной экстраполяцией экспериментальных точек, имеет тангенс угла наклона, практически равный единице, что указывает на совпадение Красч и К, и показывает, что полное сопротивление магнитопровода (Я) может рассматриваться как сопротивление двух параллельных ветвей сопротивления магнитной ленты (Я 11) и сопротивления междувитковой электроизоляции (Я 1).На фиг.2 приведена зависимость магнетосопротивления от квадрата индукции для эталонного магнитопровода, отобранного из исследуемой партии для определения константы магнетосопротивления, .Устройство, с помощью которого измеряют коэффициент междувиткового замыкания (фиг.3), содержит исследуемый магнитопровод 1, регулируемый источник 2 постоянного тока, ключ 3, пояс Роговского.4 (показан в положении, в котором он охватывает витки магнитопровода), флюксметр 5 (микровеберметр Ф 191).Устройство, с помощью которого измеряют магнетосопротивление магнитопровода в зависимости от индукции (фиг,4), содержит намагничивающую катушку 6, регулируемый источник 7 постоянного тока, ключ 8, катушку 9 для измерения индукции, флюксметр 10, мост 11 постоянного тока (МОД.-6) для измерения сопротивления магнитопровода 1 и его изменения при намагничивании, В качестве чувствительного индикатора моста используют зеркальный гальванометр 12 (М 17). Ключ 13 позволяет разрывать цепь гальванометра 12 при изменении тока в катушке 2, что исключает перегрузку гальванометра 12 возникающими при этом индукционными токами. Измерения с помощью моста МОД(на одинарном мосте) проводят в режиме неполного уравновешивания по схеме двухзажимногоподключения измеряемого сопротивления.Способ реализуют следующим образом.Определение константы магнетосопротивления проводят на эталонном магнитопроводе, имеющем наименьшее значение коэффициента междувиткового замыкания и наибольшую величину (по абсолютному значению) магнетосапротивления насыщения среди магнитопроводов исследуемой партии.5 По виткам отобранного для определения контакты ма гнетосоп рати вления эталонного магнитопровода 1 пропускается ток и измеряется с помощью пояса Роговского 4, охватывающего витки магнитопро-, 10 вода 1, возникающий при включении токамагнитный поток Фм, пропорциональный магнитному напряжению. Затем при тех же условиях измеряют магнитный поток Ф 1 когда пояс Роговского 4 охватывает один под водящий к магнитопроводу ток проводникСреднее значение компоненты тока вдоль оси магнитной ленты, из которой навит магнитопровод 1, рассчитывается по формулеФч 12 Р Ь;где 11 - среднее значение компоненты тока вдоль оси магнитной ленты;И - число витков магнитопровода 1;- полный ток, текущий через магнитоповод 1.Потом определяется компонента тока1, перпендикулярная оси магнитной ленты,1.,=1-1113 О и коэффициент междувиткового замыкания1 Ф й - Фч(1)Полученноетаким образом значение ко эффициента Ка для повышения точности усредняют по нескольким значениям тока 1,Представляя полное сопротивление Яэталонного магнитопровода 1 в виде сопротивления двух параллельных ветвей, пол учим- = - + -1 1 1(2)и Я 11 Вгде Я 11 - сопротивление магнитной ленты,из которой навит магнитопровод 1, являющееся сопротивлением для компоненты тока 111;В - сопротивление междувитковойэлектроизоляции, являющееся сопротивлением для компоненты тока 1.Из (2) следует выражение для расчетного значения коэффициента междувитковогозамыканияЯ 1 ВнКрасч = = -- 1Я ЯСовпадение Красч и К (фиг.1) подтверждает правильность представления о сопротивлении магнита провода, каксопротивлении двух параллельных ветвей.Коэффициент междувиткового замыканияК 1(В - В) малой величин им с учетом (3) 1+К+ Пренебрега К 1 (В - В 1), полопределяет отклонение сопротивления магнитопровода от его расчетного значения, полученного в предположении бесконечно большого сопротивления междувитковой электроизоляции,При намагничивании магнитопровода сопротивление магнитной ленты изменяется. При больших индукциях (больших В 1 на фиг.2) в процесс намагничивания интенсивно вовлекаются 90-градусные доменные стенки и тем в большей мере, чем выше индукция, что описывается первым правилом четных эффектов Акулова, устанавливающим линейную зависимость магнетосопротивления от квадрата индукции- "11 = К (В- В), (3)В1где К 1 - коэффициент пропорциональности.Если процессы намагничивания смещением 180-градусных и 90-градусных стенок разделены полностью, то зависимость магнетосопротивления от индукции должна быть линейной- = К 3 (В - В 2), (4) где К 21 - коэффициент пропорциональНО- сти;:В 2 - индукция, соответствующая началу намагничивания смещением 90-градусных стенок.Из (3) следует, что первая производная от магнетосопротивления по индукции с ростом индукции увеличивается, что вызвано прогрессирующим вкладом смещений 90- градусных стенок, в пределе2 К 3 ВЛ=КД, (5)где ВЬ - индукция, соответствующая магнетосопротивлению насыщения (последнееЬРопределяется из графика - - = 1(н), соответствующая ему индукция Вз - из графика В =1(Н),Из (2) и (3) следует, что изменение сопротивления магнитопровода при намагничивании описывается уравнением- (В - В 1) =К (В - В 3) =(6)где К 1 - экспериментально определяемый коэффициент наклона.Измерение магнетосопротивления магнитопровода 1 в зависимости от индукции 0 осуществляют с помощью устройства, изображенного на фиг.4. Исследуемый магнитопровод 1 намагничивают катушкой 6 с.помощью источника 7 постоянного тока, Индукцию в магнитопроводе 1 определяют из мЕрительной катушкой 9 с помощьюфлюксметра 10. Измерение электросопротивления магнитопровода 1 и его изменения при намагничивании проводят с помощью моста 11 постоянного тока, чувствительным индикатором которого служит гальванометр 12. Ключ 8 служит для управления намагничивающей цепью. Ключ 13 позволяет разрывать цепь гальванометра 12 при изменении тока в намагничивающей катушке 6, что исключает перегрузку гальванометра 12 возникающими при этом индукционными токами.Результаты измерения магнетосопротивления эталонного магнитопровода в зависимости от квадрата индукции представлены на фиг.2. В соответствии с (6) экспериментально полученая зависимость экстраполируется прямой линией с К 1 = - 2,27 10 Гс и В 1 = 9670 Гс.Для магнетосопротивления насыщениямагнитной ленты из (4) и (5) имеем( - )з =2 К 1 В 1 (В - В 2),отсюда с помощью (6) для магнетосопротив ления насыщения мдгнитопровода получим(- -)з =2 К 1 В(В 1- В 2), (7)ЬРДля рассматриваемого в качестве при мера эталонного магнитопровода Вз=18500 Гс, ( - )5 = - 60 10 . Из (7) находим,ЬР -5что прирост индукции. вызванный смещением 90-градусных стенок, Вз - В 2 = 7140 Гс.Если весь объем магнитопровода 1 вразмагниченном состоянии занят поперечными доменами, то величина магнетосопротивления насыщения будет наибольшей иравной55 Р В 13Д 11 4 2 К- Ом- Оми 45 Оми Изменение сопротивления магнитопровода при намагничивании описывается также уравнениема+Хв = з у+ (9)% 2 фЯ)и где ЬВ - изменение сопротивления магнитопровода при намагничивании;( Ь В)я - прирос сопротивления магнитной ленты при ее намагничивании до индукции Вэ в случае равновероятного распределения ориентации спонтанной намагниченности магнитных доменов по слоям легкого намагничивания в размагниченном состоянии.Из (9) с точностью до малых величин второго порядка следует соотношение, связывающее изменение обьема поперечныхДЧ доменов - при намагничивании, величину изменения магнетосопротивления ЬЯ/В, коэффициент междувиткового замыкания Кэ и константу магнетосопротивления (Д 811)В 11 ДЯЧ = у-гд- -- ( + К) (10) ДЧ Яу( й )ЯКогда ДЧ/Ч = - 1; Д В/В = ( В/В)ямакс, тогда из (8) и (10) следуетр( й )юг=2 К 1(В) (1 + К). (11) Определив с помощью соотношения (11) константу магнетосопротивления на отобранном из исследуемой партии эталонном магнитопроводе, с помощью соотношенияя (10) можно оп ределить обьем поперечных доментов в какдом магнитопроводе этой партии, измеривтолько его магнетосопротивление и коэффициент междувиткового замыкания Ки,Параметры магнитопроводов, на кото-. рых реализован способ: масса 300-1000 г, ширина магнитной ленты 32 мм, толщина , магнитной ленты 0,28 - 0,30 мм, коэффициент междувиткового замыкания 0,1-0,5.Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить количественную информацию об обьеме поперечных доменов в витых магнитопроводах с междувитковым замыканием и неизвестной константой магнетосопротивления, способствует повышению точности способа, дает возможность совершенствования технологии изготовления витых магнитопроводов путем подбора склеивающих покрытий и условий отжига, обеспечивающих минимальный объем поперечных доменов. Формула изобретения Способ определения относительногоизменения объема поперечных магнитных доменов в витых магнитопроводах, включа ющий воздействие на испытуемый магнитопровод .постоянным магнитным полем и измерение электрического сопротивления и его приращения для испытуемого магнитопровода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 10 целью повышения точности, до воздействияна испытуемый магнитопровод постоянным магнитным полем пропускают постоянный электрический ток через эталонный и испытуемый магнитопроводы с помощью подво дящих проводников и измеряют магнитныенапряжения вокруг всех витков магнитопроводов и вокруг одного из подводящих к данному магнитопроводу проводников, после чего постоянным магнитным полем воздей ствуют на эталонный и испытуемый магнитопроводы и регистрируют зависимости индукции и приращения электрического сопротивления эталонного магнитопровода от напряженности постоянного магнитного 25 поля, а относительное изменение объемапоперечных магнитных доменов в испытуемом магнитопроводе определяют из соотно- шения Дй30 ДЧ Я-- (1 + К.).,где -у- - относительное изменение обье ма поперечных магнитных доменов;Д В, В - приращение электрическогосопротивления и электрическое сопротивление в отсутствии магнитного поля соответственно,40 К - наклон зависимости Дй/В отрата индукции эталонного магнитопровода; 50 Вз - индукция, соответствующая насыщению электрического сопротивления эталонного магнитопровода от напряженностипостоянного магнитного поля,Ом И - Обн55цОм 1, Ом - магнитное напряжение вокруг одного из подводящих проводников дляиспытуемого и эталонного магнитопроводов;И - число витков испытуемого и эталонного магнитопроводов; Оми, Оеп - магнитное напряжение вокруг всех витков испытуемого и контролируемого магнитопроводов..1718163 Малец рь КНТ СССР гарина, 10 зводствен Редактор С,Заказ 879ВНИИПИ Составитель С, ШумилишскаяТехред М.Моргентал Коррект Тираж Подписное ударственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская наб., 4/5