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电工钢磁性能测量用单片测试仪的磁轭损耗的研究与分析

陈川 宋文涛 周新华

陈川,宋文涛,周新华. 电工钢磁性能测量用单片测试仪的磁轭损耗的研究与分析[J]. 计量科学与技术,2022, 66(5): 49-54 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0575
引用本文: 陈川,宋文涛,周新华. 电工钢磁性能测量用单片测试仪的磁轭损耗的研究与分析[J]. 计量科学与技术,2022, 66(5): 49-54 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0575
CHEN Chuan, SONG Wentao, ZHOU Xinhua. Study and Analysis of Yoke Loss of Single Sheet Tester for Magnetic Properties Measurement of Electrical Steel[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(5): 49-54. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0575
Citation: CHEN Chuan, SONG Wentao, ZHOU Xinhua. Study and Analysis of Yoke Loss of Single Sheet Tester for Magnetic Properties Measurement of Electrical Steel[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(5): 49-54. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0575

电工钢磁性能测量用单片测试仪的磁轭损耗的研究与分析

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0575
基金项目: 国家重点研发计划(2019YFF0216802);湖南省科技创新计划(2018XK2008)
详细信息
    作者简介:

    陈川(1988-),中国计量科学研究院高级工程师,研究方向:计量管理、电能计量,邮箱:1034855845@qq.com

    通讯作者:

    宋文涛(1967-),湖南省计量检测研究院高级工程师,研究方向:电能计量、仪器仪表,邮箱:songwt163@163.com

  • 中图分类号: TB302.1

Study and Analysis of Yoke Loss of Single Sheet Tester for Magnetic Properties Measurement of Electrical Steel

  • 摘要: 单片测试仪是电工钢磁性能测量的常规设备,国家标准《用单片测试仪测量电工钢片(带)磁性能的方法》(GB/T 13789-2008,等同IEC 60404-3:2002)对相关方法有详细的规定。随着磁畴细化、薄规格及低损耗等特点的新型高等级电工钢产品的开发,人们对其测量设备性能的要求不断提高,实际测量时单片测试仪的磁轭产生的额外损耗已是一个不容忽视的因素。现行国家标准仅指出磁轭制作时应确保其损耗低且恒定,但是未要求对磁轭产生的额外损耗进行具体的处理。研究了单片测试仪磁轭损耗的测量方法,根据不同磁极化强度下对应的磁轭损耗,分析了其对电工钢磁性能测量结果的影响,并据此给出扣除磁轭损耗的方法。
  • 图  1  单片磁导计结构示意图

    Figure  1.  Structure diagram of single sheet tester

    图  2  磁轭尺寸示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of yoke size

    图  3  单片法测量电路原理图

    Figure  3.  Circuit diagram of single sheet measurement

    图  4  单片磁导计磁轭损耗测量结构图

    Figure  4.  Structure diagram of yokes loss measurement of single sheet tester

    图  5  样品损耗测量电路原理图

    Figure  5.  Circuit diagram of sample loss measurement

    图  6  不带样品时磁轭损耗测量电路原理图

    Figure  6.  Circuit diagram of yoke loss measurement without sample

    图  7  单片磁导计磁轭损耗曲线

    Figure  7.  Yoke loss curve of single sheet tester

    表  1  单片样品损耗与磁轭损耗分析(无取向样品)

    Table  1.   Analysis of sample loss and yoke loss (non-oriented electrical steel sample)

    测试点 J (T )总损耗 P (W)比总损耗Ps (W/kg)磁轭损耗PY (W/kg)修正后的比总损耗 $P'_{\rm{s}} $ (W/kg)磁轭引入的偏差$\gamma $
    0.10.0099916320.013100.000310.012693563.20%
    0.20.0464115120.060850.000860.059722461.89%
    0.30.1061172340.139130.001500.137163351.43%
    0.40.1810544740.237380.002250.234430031.26%
    0.50.2685155760.352050.003110.347972491.17%
    0.60.3676615490.482040.004070.476703831.12%
    0.70.4790034140.628020.005130.621294071.08%
    0.80.6033954190.791110.006280.782876311.05%
    0.90.741417230.972070.007530.962197441.03%
    1.00.8961883731.174990.008881.163347461.00%
    1.11.0681588511.400460.010361.386877030.98%
    1.21.2600744581.652080.011911.636464830.95%
    1.31.4769004991.936360.013621.918502860.93%
    1.41.727614192.265070.015522.244721770.91%
    1.52.0273173872.658010.018012.634397140.90%
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    表  2  单片样品损耗与磁轭损耗分析(取向样品)

    Table  2.   Analysis of sample loss and yoke loss (oriented electrical steel sample)

    测试点 J (T)总损耗 P (W)比总损耗Ps (W/kg)磁轭损耗PY (W/kg)修正后的比总损耗 $P'_{\rm{s}} $ (W/kg)磁轭引入的偏差 $\gamma $
    0.10.0020550240.004260.000150.003949057.87%
    0.20.007790760.016150.000520.015072067.15%
    0.30.016835760.034900.000960.032909956.05%
    0.40.0290018880.060120.001460.057093475.30%
    0.50.0439852320.091180.002010.087013334.79%
    0.60.0618243840.128160.002560.122853204.32%
    0.70.082514520.171050.003140.164540883.96%
    0.80.106103880.219950.003750.212176373.66%
    0.90.1327613040.275210.004400.266088943.43%
    1.00.1625784480.337020.005070.326510053.22%
    1.10.1957434480.405770.005760.393829703.03%
    1.20.2324733840.481910.006500.468435702.88%
    1.30.2730432240.566010.007310.550856602.75%
    1.40.3181620960.659540.008100.642748962.61%
    1.50.3683702880.763620.008930.745108392.48%
    1.60.4281975360.887640.009830.867262722.35%
    1.70.508111921.053300.010801.030911942.17%
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    表  3  单片磁导计的磁轭损耗的测量数据

    Table  3.   Measurement data of total yoke loss of single sheet tester

    测试点
    JY (mT)
    磁导计A的磁轭
    损耗 PYA (mW)
    磁导计B的磁轭
    损耗 PYB (mW)
    磁导计C的磁轭
    损耗 PYC (mW)
    53.753.613.81
    1011.4611.1211.04
    1523.0222.5421.93
    2038.4337.8536.63
    2558.0357.1654.66
    3081.5280.1976.30
    35108.67106.84101.44
    40140.43137.54130.12
    45175.75171.45162.32
    50215.42209.40198.50
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    表  4  单片磁导计A的磁轭损耗与拟合函数计算磁轭损耗分析

    Table  4.   Analysis of measured yoke loss and fitting function calculated yoke loss of single sheet tester A

    样品测试
    J (T)
    磁轭测试
    JY (mT)
    实测磁轭损
    PYA (mW)
    拟合计算磁轭损
    耗 $P'_{\rm{YA}} $ (mW)
    相对偏
    差 (%)
    0.10.360.400.4339−7.81
    0.20.720.530.5769−8.13
    0.31.080.780.74075.31
    0.41.440.880.9251−4.88
    0.51.81.101.1302−2.67
    0.62.161.341.3560−1.18
    0.72.521.561.6025−2.65
    0.82.881.881.86960.55
    0.93.242.102.1575−2.66
    1.03.62.442.4660−1.06
    1.13.962.762.7952−1.26
    1.24.323.163.14510.47
    1.34.683.483.5157−1.02
    1.45.043.833.9070−1.97
    1.55.44.364.31890.95
    1.65.764.714.7516−0.88
    1.76.125.215.20490.10
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出版历程
  • 录用日期:  2022-01-25
  • 网络出版日期:  2022-01-27
  • 刊出日期:  2022-07-11

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