硅鋼片鐵損測量儀的設(shè)計
一、硅鋼片鐵損儀產(chǎn)品介紹
硅鋼片鐵損測試是硅鋼片生產(chǎn)、流通和使用中質(zhì)量管理的重要評價指標(biāo)之一，通過對硅鋼片的測試可以判斷硅鋼片材料的好壞，及早發(fā)現(xiàn)材料的缺陷，給電機(jī)、變壓器及相關(guān)廠家的品質(zhì)管理帶來極大的方便。
依據(jù)我國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GB/3655-2000），采用愛潑斯坦方圈作為檢驗(yàn)評價硅鋼片鐵損的依據(jù)，該方法為國際IEC標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)推薦使用方法。FE-30SST LOSSMETER采用的磁導(dǎo)計設(shè)計和測試采樣完全符合國際通用標(biāo)準(zhǔn)，使得測試結(jié)果更加準(zhǔn)確，適合測試所有規(guī)格的產(chǎn)品。深度開發(fā)，配置接微型方圈（按國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)愛潑斯坦方圈等比例縮?。?，與計算機(jī)通過MS232接口連接，可以完全代替硅鋼測量裝置，實(shí)現(xiàn)硅鋼所有參數(shù)的測量。為中小型用戶以及硅鋼樣品來源較少的高校進(jìn)行更高精度得測量，節(jié)省了超過60%的開支，直接采用磁導(dǎo)計測量價格更加低廉，使用更加方便。
二、與目前同類機(jī)型SK-IR-3C是直讀式硅鋼片鐵損儀的比較
目前國內(nèi)有幾家生產(chǎn)直讀式鐵損測量儀的公司，流行機(jī)型為SK-IR-3C是直讀式鐵損測試儀。用戶在使用過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，對于測試不同牌號的硅鋼片，測量數(shù)據(jù)的偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過儀器介紹的比總誤差小于5.0%，特別是對于取向和無取向硅鋼片的交替測量（盡管儀器已經(jīng)對兩種樣品進(jìn)行了轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)修正），不少用戶和產(chǎn)品經(jīng)銷商反映，比較嚴(yán)重的誤差情況時超過20%，造成退貨。通過與國內(nèi)硅鋼磁測量權(quán)威梅文余先生交流，他笑稱這樣的“鐵損儀”充其量只能算“比損儀”。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過于簡單，沒有遵循磁導(dǎo)計設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，不可能做出好的產(chǎn)品，只能用于對材料進(jìn)行比較測試來做一下判斷。
分析其原因，主要有以下兩個方面：
一是磁導(dǎo)計設(shè)計不合理（如右圖），其原理是采用多片長方形硅鋼片疊加成的鐵芯做探頭，將勵磁線圈和感應(yīng)線圈都繞在鐵芯上，通過采集勵磁線圈的中電流I有效值和感應(yīng)線圈中電壓有效值V，來獲得硅鋼片的損耗，這樣的結(jié)構(gòu)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹Ｔ诓牧咸幱诓伙柡偷那闆r下，所采集的電壓接近正弦，測試偏差比較小，通過所采集的電壓推算出得磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm基本接近，但在材料趨于飽和的
情況下（如對硅鋼片樣品測試到1.5T和1.7T條件下），被測試硅鋼樣片中實(shí)際的Bm’值與所通過鐵芯感應(yīng)線圈采集Bm值之間的差異很大，所設(shè)定的Bm已經(jīng)與實(shí)際硅鋼樣片中的Bm’值完全不等同，如果計算按照測試片的有效面積Ae來確定，那相當(dāng)于要施加更高的勵磁電流來保證，這樣實(shí)際采集的電流Im也是不準(zhǔn)確的。一般情況下，所測試的比總損耗Pc會高于材料的實(shí)際損耗。為了達(dá)到測試要求，一般情況下廠家通過調(diào)整和數(shù)據(jù)修正來保證對一款樣品的準(zhǔn)確（與愛潑斯坦方圈進(jìn)行比較），這樣做不能從根本上解決問題，不可能對所有樣片進(jìn)行修正，這也就是造成測試不同樣片誤差可能超過20%的原因。
二是采樣沒有按GB/3655-2000標(biāo)準(zhǔn)的要求，對電壓、電流的波形進(jìn)行實(shí)際采樣，計算的損耗也是不準(zhǔn)確的，另外對這樣設(shè)計的勵磁探頭，國內(nèi)有些廠家還提出在儀器中添加了空氣補(bǔ)償線圈，對于這樣的結(jié)構(gòu)，是不可能進(jìn)行好磁通的空氣補(bǔ)償?shù)?，補(bǔ)償模型都不好確定，談何空氣補(bǔ)償，純粹是為了商業(yè)銷售的需要。
三、FE-30SST LOSSMETER硅鋼片鐵損儀的原理介紹和深度開發(fā)
為了解決目前鐵損測量儀器存在的問題，我公司在參考梅文余先生的《磁性測量》著作，完全依據(jù)我國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GB/3655-2000）的要求，設(shè)計和制作了FE-30SST LOSSMETER 硅鋼片鐵損測量儀。儀器所采用的閉路探頭完全參考國標(biāo)要求，勵磁線圈和感應(yīng)線圈都繞制在被測試的硅鋼片上，同時按照國標(biāo)要求對空氣補(bǔ)償線圈進(jìn)行制作（空氣感應(yīng)補(bǔ)償?shù)?font face="Tahoma">1mV以下），同時采用兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換對電壓電流進(jìn)行真實(shí)采樣，達(dá)到了對所有樣片的較準(zhǔn)確的測量，測試準(zhǔn)確度基本上接近GB/3655-2000的標(biāo)準(zhǔn)要求。
同時，由于該產(chǎn)品是一套完整的閉路反饋測試系統(tǒng)，內(nèi)部完成對電壓、電流實(shí)際波形以及相位的完全采樣，可以通過MS232接口與計算機(jī)進(jìn)行完全的通訊，如加以深度開發(fā)，完全可以測量出硅鋼片所需要的全性能參數(shù)，包括：BH磁滯回線、B-Ps損耗曲線和B-u磁滯回線等，是中小型企業(yè)和高校采用它替代昂貴得大型硅鋼測量裝置的理想儀器（目前上位機(jī)軟件在開發(fā)中）。同時，公司將進(jìn)行了小型愛潑斯坦方圈的設(shè)計和實(shí)驗(yàn)，通過大量的測試來確定小型方圈模型的定型。測試樣片規(guī)格為：寬度15mm，長度140mm，樣片有效重量127g。
三、FE-30SST LOSSMETER硅鋼片鐵損儀技術(shù)指標(biāo)
一）、30VA電源技術(shù)指標(biāo)：
1、頻率：50Hz/60Hz，準(zhǔn)確度：0.05%；
2、功率：20V/1.5A（峰值功率），準(zhǔn)確度：0.1%。
二）、3092磁導(dǎo)計：（采用符合國標(biāo)的方圈樣片進(jìn)行比對）
1、適合樣片：長度：大于92mm，寬度：20mm～30mm；厚度：0.1mm到1.0mm。
2、采用單臺FE-30SST LOSSMETER，配備磁導(dǎo)計對樣片進(jìn)行測量：
1）、比總損耗Ps測量：0.1---1.9T(連續(xù)可調(diào))，準(zhǔn)確度：2.5%；
飽和磁感Bm值設(shè)定范圍：0.5T-1.9T，準(zhǔn)確度：2.0%；
勵磁強(qiáng)度Hm值設(shè)定范圍：10000A/m以內(nèi)連續(xù)設(shè)定，準(zhǔn)確度2.5%。
三）、140愛潑斯坦方圈（采用符合國標(biāo)的方圈樣片進(jìn)行比對）
1、適合樣片：長度：大于140mm，寬度：15mm；重量127g。
2、 采用單臺FE-30SST LOSSMETER，配備微型方圈對樣片進(jìn)行測量：
1）、比總損耗Ps測量：0.1---1.9T(連續(xù)可調(diào))，準(zhǔn)確度：1.5%；
飽和磁感Bm值設(shè)定范圍：0.5T-1.9T，準(zhǔn)確度：1.0%；
勵磁強(qiáng)度Hm值設(shè)定范圍：3000A/m以內(nèi)連續(xù)設(shè)定，準(zhǔn)確度1.5%。
四）硅鋼片鐵損儀產(chǎn)品照片：
硅鋼片鐵損儀儀器照片
硅鋼片鐵損儀磁導(dǎo)計照片
