一种电工钢片磁性能测量技术的研究

摘要

电工钢片是一种重要电工材料，由它作为铁芯的电气设备遍及电力、电子及信息行业等各个领域。随着国家工业的不断发展，电工钢片的需求也不断增加，它的质量的好坏直接影响着电气设备的性能，从而间接影响着国家经济的发展，而电工钢片的磁性能是衡量电工钢片质量好坏的关键因素。因此，准确地测量电工钢片的磁性能具有重要的意义。目前电工钢片磁性能的主要测量方法可分为一维测量法和二维测量法两类。一维测量法主要以爱泼斯坦方圈法和单片测量法为主，二维测量法是在一维测量法的基础上进行改进的一种测量方法。
　　本文首先介绍了目前常见的几种测量方法，然后提出一种单片电工钢片磁性能无损测量技术方案，同时设计出了一种新型测量装置并详细分析了测量原理。利用ANSYS有限元分析软件对该测量装置进行了电磁场仿真，在此基础上确定了测量装置的磁轭尺寸、装置与被测电工钢片之间气隙厚度的允许范围以及测量线圈合理安装区域等关键技术参数，从而实现了装置的优化设计。然后搭建了基于LabVIEW的电工钢片磁性能无损测量传感系统，该系统包括测量传感装置、信号调理电路及数据采集与分析单元三个部分，测量传感装置实现励磁及磁通和磁势信号输出的功能，信号调理电路及数据采集与分析单元实现信号的调理、采集及处理功能。最后对实验数据进行误差分析，并提出误差补偿的方法。在此基础上利用最小二乘法对实验测量数据进行曲线拟合，从而求出电工钢片的磁化曲线和铁损曲线，并将实验曲线与标准曲线进行对比，对比结果证明了所设计的测量装置的准确性，也验证了电工钢片磁性能无损测量技术方案的可行性。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 电工钢片交流磁性能测量方法

1.4 本文研究的主要内容

2 电工钢片磁性能无损测量技术

2.1 电工钢片概述

2.2 电工钢片的基本磁特性

2.3 电工钢片磁性能无损测量装置及原理

2.4 本章小结

3 基于ANSYS软件的测量装置仿真研究

3.1 ANSYS 软件介绍

3.2 ANSYS 软件在电磁场分析中的应用

3.3 测量装置仿真设计

3.4 本章小结

4 电工钢片磁性能无损测量实验研究

4.1 测量系统硬件构成

4.2 信号调理电路

4.3 基于LabVIEW的数据采集系统

4.4 电工钢片磁性能测量实验及结果

4.5 本章小结

5 测量误差分析及电工钢片磁性能曲线拟合

5.1 误差分析和补偿

5.2 磁化曲线及铁损曲线拟合

5.3 本章小结

6 结论

6.1 工作总结

6.2 展望

参考文献

附录A 电工钢片磁性能无损测量系统的硬件实物图

A.1 测量装置实物图

A.2 磁位计实物图

作者简历