māņticība
Īpatnējie magnētiskie zudumi tēraudā. Materiāli, ko izmanto elektriskajās mašīnās. Vara un alumīnija fizikālās īpašības

Īpatnējie magnētiskie zudumi tēraudā. Materiāli, ko izmanto elektriskajās mašīnās. Vara un alumīnija fizikālās īpašības

GOST 12119.4-98

Grupa B39

STARPVALSTU STANDARTS

Elektriskais tērauds

MAGNĒTISKĀS UN ELEKTRISKĀS ĪPAŠĪBAS NOTEIKŠANAS METODES

Īpatnējo magnētisko zudumu un efektīvās vērtības mērīšanas metode
magnētiskā lauka stiprums

elektriskais tērauds.
Magnētisko un elektrisko īpašību pārbaudes metodes.
Īpatnējo magnētisko zudumu mērīšanas metode
un magnētiskā lauka intensitātes faktiskā vērtība

MKS 77.040.20
OKSTU 0909

Ievadīšanas datums 1999-07-01

Priekšvārds

1 IZSTRĀDĀJA Krievijas Federācija, Starpvalstu standartizācijas tehniskā komiteja MTK 120 "Metāla izstrādājumi no melnajiem metāliem un sakausējumiem"

IEVADS Krievijas Gosstandart

2 PIEŅEMTS Starpvalstu standartizācijas, metroloģijas un sertifikācijas padome (1998. gada 28. maija protokols Nr. 13)

Balsoja par pieņemšanu:


Valsts nosaukums	Nacionālās standartizācijas institūcijas nosaukums
Azerbaidžānas Republika	Azgosstandart
Armēnijas Republika	Armstate standarts
Baltkrievijas Republika	Baltkrievijas valsts standarts
Kirgizstānas Republika	Kirgizstāna
Krievijas Federācija	Krievijas Gosstandarts
Tadžikistānas Republika	Tadžikistānas valsts standarts
Turkmenistāna	Turkmenistānas Galvenā valsts inspekcija
Uzbekistānas Republika	Uzgosstandart
Ukraina	Ukrainas valsts standarts

3 Valsts komitejas dekrēts Krievijas Federācija par standartizāciju un metroloģiju, datēts ar 1998. gada 8. decembri N 437, starpvalstu standarts GOST 12119.4-98 stājās spēkā tieši kā valsts standarts Krievijas Federācija kopš 1999. gada 1. jūlija

4 GOST 12119-80 VIETĀ 4. sadaļas daļā

5 PĀRSKATĪŠANA

1 izmantošanas joma

Šis standarts nosaka metodi īpatnējo magnētisko zudumu no 0,3 līdz 50,0 W/kg un magnētiskā lauka intensitātes efektīvās vērtības noteikšanai no 100 līdz 2500 A/m pie remagnetizācijas frekvencēm 50-400 Hz, izmantojot vatmetra un ampērmetra metodi.

Atļauts noteikt magnētisko lielumu vērtības remagnetizācijas frekvencēs līdz 10 kHz uz gredzena paraugiem un paraugiem no sloksnēm.

2 Normatīvās atsauces

Šajā standartā tiek izmantotas atsauces uz šādiem standartiem:

GOST 8.377-80 Valsts sistēma mērījumu vienveidības nodrošināšanai. Materiāli ir mīksti magnētiski. Mērījumu veikšanas metodes, nosakot statiskos magnētiskos raksturlielumus

GOST 8476-93 Tiešas darbības analogās indikācijas elektriskie mērinstrumenti un to palīgdaļas. 3. daļa: Īpašas prasības vatmetriem un varmetriem

GOST 8711-93 Tiešas darbības analogās indikācijas elektriskie mērinstrumenti un to palīgdaļas. 2. daļa: Īpašas prasības ampērmetriem un voltmetriem

GOST 12119.0-98 Elektriskais tērauds. Magnētisko un elektrisko īpašību noteikšanas metodes. Vispārīgās prasības

GOST 13109-97 Elektroenerģija. Tehnisko līdzekļu savietojamība ir elektromagnētiska. Elektroenerģijas kvalitātes standarti vispārējas nozīmes elektroapgādes sistēmās

GOST 21427.1-83 Elektriskais auksti velmēts anizotrops lokšņu tērauds. Specifikācijas

GOST 21427.2-83 Elektriskais auksti velmēts izotropisks plāns lokšņu tērauds. Specifikācijas

3 Vispārīgās prasības

Vispārīgās prasības uz pārbaudes metodēm - saskaņā ar GOST 12119.0.

Šajā standartā lietotie termini atbilst GOST 12119.0.

4 Pārbaudāmo paraugu sagatavošana

4.1. Testa paraugiem jābūt izolētiem.

4.2 Gredzenveida paraugus montē no apzīmogotiem gredzeniem, kuru biezums ir no 0,1 līdz 1,0 mm, vai uztīt no lentes, kuras biezums nepārsniedz 0,35 mm, un ievieto izolācijas materiāla kasetēs, kuru biezums nepārsniedz 3 mm vai ne. -feromagnētiskais metāls, kura biezums nepārsniedz 0,3 mm. Metāla kasetei jābūt ar spraugu.

Parauga ārējā diametra attiecība pret iekšējo diametru nedrīkst būt lielāka par 1,3; parauga šķērsgriezuma laukums nav mazāks par 0,1 cm.

4.3. Epšteina aparāta paraugus izgatavo no sloksnēm, kuru biezums ir no 0,1 līdz 1,0 mm, garums no 280 līdz 500 mm, platums (30,0 ± 0,2) mm. Parauga sloksnes nedrīkst atšķirties viena no otras garumā vairāk par ± 0,2%. Parauga šķērsgriezuma laukumam jābūt no 0,5 līdz 1,5 cm. Svītru skaitam paraugā ir jābūt četrkārtīgam, bet vismaz divpadsmit svītrām.

Anizotropā tērauda paraugus sagriež velmēšanas virzienā. Leņķis starp sloksņu velmēšanas un griešanas virzieniem nedrīkst pārsniegt 1° .

Izotropā tērauda paraugiem pusi no sloksnēm sagriež velmēšanas virzienā, otru - šķērsām. Leņķis starp velmēšanas un griešanas virzienu nedrīkst pārsniegt 5°. Sloksnes ir sagrupētas četros iepakojumos: divas - no sloksnēm, kas sagrieztas pa velmēšanas virzienu, divas - šķērsām. Iepakojumi ar vienādi izgrieztām sloksnēm tiek novietoti paralēlās aparāta spoles.

Atļauts griezt sloksnes tādā pašā leņķī pret velmēšanas virzienu. Visu vienā spolē ielikto sloksņu velmēšanas virzienam jābūt vienādam.

4.4. Lokšņu paraugus izgatavo no 400 līdz 750 mm garumā. Loksnes garumam jābūt vismaz jūga ārējam garumam: loksnes platumam jābūt vismaz 60% no solenoīda loga platuma. Garuma pielaide nedrīkst pārsniegt ±0,5%, platumā - ±2 mm.

Lokšņu virsmai un formai jāatbilst GOST 21427.1 un GOST 21427.2.

5 Lietišķais aprīkojums

5.1 Uzstādīšana. Uzstādīšanas shēma ir parādīta 1. attēlā.

1. attēls - Shēma mērījumiem ar vatmetra metodi

5.1.1 voltmetri PV1- lai izmērītu vidējo rektificētā sprieguma vērtību un pēc tam noteiktu magnētiskās indukcijas amplitūdu un PV2- lai izmērītu efektīvā sprieguma vērtību un sekojošu tā līknes formas koeficienta noteikšanu, tiem jābūt mērīšanas robežai no 30 mV līdz 100 V, maksimālajai ieejas strāvai ne vairāk kā 5 mA, precizitātes klasei vismaz 0,5 saskaņā ar GOST 8711.

Atļauts izmantot sprieguma dalītāju uz voltmetru PV1 lai iegūtu rādījumus, kas skaitliski vienādi ar magnētiskās indukcijas amplitūdām.

5.1.2 Vatmetrs PW aktīvās jaudas mērīšanai un turpmākai īpatnējo magnētisko zudumu noteikšanai tam jābūt ar mērījumu robežu no 0,75 līdz 30 W, nominālās jaudas koeficientam ne vairāk kā 0,1 pie frekvences 50 Hz un 0,2 pie augstākas frekvences; precizitātes klase ne mazāka par 0,5 pie magnetizācijas maiņas frekvences no 50 līdz 400 Hz vai ne mazāka par 2,5 - ar frekvenci, kas lielāka par 400 Hz saskaņā ar GOST 8476.

Vatmetram ir atļauts izmantot sprieguma dalītāju, lai iegūtu rādījumus, kas skaitliski ir vienādi ar specifisko magnētisko zudumu vērtībām. Sprieguma dalītāja izeja jāpievieno vatmetra paralēlajai ķēdei, ieeja - parauga II tinumam. T2.

5.1.3 Ampermetrs RA lai izmērītu magnetizējošās strāvas efektīvo vērtību un sekojošu magnētiskā lauka intensitātes efektīvās vērtības noteikšanu, tai jābūt mērījumu robežai no 0,1 līdz 5,0 A, precizitātes klasei vismaz 0,5 saskaņā ar GOST 8711. Kontrolējot vatmetra strāvas ķēdes slodzi, ir atļauts palielināt mazāko mērījumu robežu līdz 1,0 A. Maksimālā jauda, ko patērē ampērmetrs, mērot ar paraugiem no loksnēm, kuru platums ir lielāks par 250 mm, nedrīkst būt lielāka par 1,0 VA; citiem paraugiem - ne vairāk kā 0,2 VA.

5.1.4. Frekvences skaitītājs PF mērīšanas frekvencei ar kļūdu, kas nepārsniedz ±0,2%.

5.1.5. Strāvas avotam parauga magnetizēšanai jābūt zemfrekvences ģeneratoram ar jaudas pastiprinātāju vai sprieguma regulatoram ar 50 Hz frekvences stabilizatoru. Noslogotā strāvas avota nesinusoidālā sprieguma koeficients saskaņā ar GOST 13109 nedrīkst pārsniegt 5%. Avota nominālajai jaudai pie remagnetizācijas frekvences 50 Hz jābūt vismaz 0,45 kVA uz 1,0 kg parauga svara un vismaz 0,3 kVA vērtībām, kas norādītas 1. tabulā.

1. tabula


Remagnetizācijas frekvence, kHz	Parauga svars, kg
No 0,05 līdz 1,0 t.sk.	No 0,5 līdz 1,1 t.sk.
St. 1.0 "10.0"	No 0,03" līdz 0,30"

Lai iegūtu parauga magnētiskās plūsmas līknes formu, tuvu sinusoidālai, ir atļauts izmantot atgriezeniskās saites pastiprinātāju. EML līknes formas nesinusoiditātes koeficients tinumā nedrīkst pārsniegt 3%; sprieguma atgriezeniskās saites ķēdes patērētā jauda nedrīkst pārsniegt 5% no izmērītajiem magnētiskajiem zudumiem.

5.1.6 voltmetri PV1 un PV2, vatmetra sprieguma ķēde PW un pastiprinātāja atgriezeniskā saite nedrīkst patērēt vairāk kā 25% no izmērītās vērtības.

5.1.7 Spole T1 lai kompensētu magnētisko plūsmu ārpus parauga, tinuma I apgriezienu skaits nedrīkst pārsniegt piecdesmit, pretestība nedrīkst pārsniegt 0,05 omi, tinuma II pretestība nedrīkst pārsniegt 3 omi. Tinumi tiek uzlikti uz cilindriska rāmja, kas izgatavots no nemagnētiska izolācijas materiāla ar garumu no 25 līdz 35 mm un diametru no 40 līdz 60 mm. Spoles asij jābūt perpendikulārai parauga spēka līniju plaknei, kad tā ir piestiprināta pie Epšteina aparāta. Relatīvā atšķirība starp spoles savstarpējās induktivitātes koeficientiem T1 un Epšteina aparāts bez parauga nedrīkst pārsniegt ± 5%.

Ir atļauts izslēgt no ķēdes (sk. 1. attēlu) spoli T1 ar magnētisko plūsmu ārpus parauga, kas nepārsniedz 0,2% no izmērītās vērtības.

5.1.8. Gredzenveida parauga magnetizēšanas I un mērīšanas tinumi II T2 jāatbilst GOST 8.377 prasībām.

5.1.9. Epšteina aparāts, ko izmanto, lai pārbaudītu paraugus, kas sastāv no sloksnēm, T2 ir četras spoles uz nemagnētiska izolācijas materiāla rāmjiem ar šādiem izmēriem:

iekšējais loga platums - (32,0±0,5) mm;

augstums - no 10 līdz 15 mm;

rāmja sienas biezums - no 1,5 līdz 2,0 mm;

spoles sekcijas garums ar tinumu nav mazāks par 190 mm;

spoles garums - (220±1) mm.

Apgriezienu skaits aparāta tinumos tiek izvēlēts saskaņā ar 2. tabulu.

2. tabula


Remagnetizācijas frekvence, Hz	Apgriezienu skaits tinumā
	Es - magnetizēšana	II - mērīšana
No 50 līdz 60 t.sk. St. 60 "400" " 400 " 2000 "
Piezīme - tinumi tiek uztīti vienmērīgi visā spoles rāmju garumā. Katra tinuma slāņu skaitam uz rāmjiem jābūt nepāra.

5.1.10. Lokšņu iekārta, ko izmanto paraugu testēšanai T2, jābūt solenoīdam un diviem jūgiem. Jūgu konstrukcijai jānodrošina saskares virsmu paralēlisms un mehāniskā stingrība, kas izslēdz ietekmi uz parauga magnētiskajām īpašībām. Elektrotērauda jūgu stabu platumam jābūt vismaz 25 mm, precizitātes sakausējumiem - 20 mm. Magnētiskie zudumi jūgos nedrīkst pārsniegt 5% no izmērītajiem; magnētiskās plūsmas amplitūdu relatīvā atšķirība jūgos nedrīkst pārsniegt ±15%.

Ir atļauts izmantot ierīces ar atvērtiem jūgiem, lai izmērītu relatīvās izmaiņas īpatnējos magnētiskajos zudumos, piemēram, novērtējot atlikušo spriegumu saskaņā ar GOST 21427.1.

Solenoīdam jābūt ar rāmi, kas izgatavots no nemagnētiska izolācijas materiāla, uz kura vispirms tiek uzlikts mērīšanas tinums II, pēc tam ar vienu vai vairākiem vadiem tiek uzlikts magnetizējošs tinums I. Katrs vads ir vienmērīgi ieklāts vienā kārtā.

Relatīvā maksimālā atšķirība starp magnētiskās indukcijas amplitūdām parauga laukumā solenoīda iekšpusē nedrīkst pārsniegt ±5%.

6 Sagatavošanās mērījumiem

6.1. Paraugi no sloksnēm, loksnēm vai gredzenveida formām ir savienoti, kā parādīts 1. attēlā.

6.2. Paraugus no sloksnēm vai loksnēm ievieto aparātā. Paraugus no sloksnēm ievieto Epšteina aparātā, kā parādīts 2. attēlā.

2. attēls - parauga sloksņu ieklāšanas shēma

Aparātā ir atļauts fiksēt lentes un loksnes, radot spiedienu ne vairāk kā 1 kPa perpendikulāri parauga virsmai ārpus magnetizēšanas spolēm.

6.3. Aprēķiniet paraugu šķērsgriezuma laukumu m:

6.3.1. Šķērsgriezuma laukumu m gredzenveida paraugiem materiālam, kura biezums ir vismaz 0,2 mm, aprēķina pēc formulas

kur - parauga svars, kg;

- gredzena ārējais un iekšējais diametrs, m;

- materiāla blīvums, kg/m.

Materiāla blīvumu, kg / m, izvēlas saskaņā ar GOST 21427.2 1. pielikumu vai aprēķina pēc formulas

kur un - masas daļas silīcijs un alumīnijs, %.

6.3.2. Šķērsgriezuma laukumu, m, materiāla gredzenveida paraugiem, kuru biezums ir mazāks par 0,2 mm, aprēķina pēc formulas

kur ir izolācijas pārklājuma blīvuma attiecība pret parauga materiāla blīvumu,

kur ir izolācijas blīvums, kas ir vienāds ar 1,6 10 kg / m neorganiskajam pārklājumam un 1,1 10 kg / m organiskajam pārklājumam;

- aizpildījuma koeficients, kas noteikts saskaņā ar GOST 21427.1

6.3.3. Šķērsgriezuma laukums S, m, paraugi, kas veidoti no sloksnēm Epšteina aparātam, aprēķināti pēc formulas

kur ir sloksnes garums, m.

6.3.4. Loksnes parauga šķērsgriezuma laukumu m aprēķina pēc formulas

kur ir lapas garums, m.

6.4. Paraugu masas noteikšanas kļūda nedrīkst pārsniegt ±0,2%, gredzena ārējais un iekšējais diametrs - ±0,5%, sloksņu garums - ±0,2%.

6.5. Mērījumus pie magnētiskās indukcijas amplitūdas vērtības, kas mazāka par 1,0 T, veic pēc paraugu demagnetizācijas laukā ar frekvenci 50 Hz.

Iestatiet spriegumu, kas atbilst magnētiskās indukcijas amplitūdai vismaz 1,6 T anizotropam tēraudam un 1,3 T izotropam tēraudam, pēc tam pakāpeniski samaziniet to.

Demagnetizācijas laikam jābūt vismaz 40 s.

Mērot magnētisko indukciju laukā, kura stiprums ir mazāks par 1,0 A/m, paraugus pēc atmagnetizācijas glabā 24 stundas; mērot indukciju laukā, kura stiprums ir lielāks par 1,0 A / m, ekspozīcijas laiku var samazināt līdz 10 minūtēm.

Ekspozīcijas laiku ir atļauts samazināt ar relatīvu starpību starp indukcijas vērtībām, kas iegūtas pēc normālas un samazinātas iedarbības, ± 2% robežās. .

6.6. Gredzenveida formas paraugiem, kas sastāv no sloksnēm, izmērīto magnētisko lielumu vērtību augšējām robežām jāatbilst magnētiskā lauka intensitātes amplitūdai, kas nepārsniedz 5 10 A/m pie magnetizācijas maiņas frekvences 50 līdz 60 Hz un ne vairāk kā 1 10 A/m - augstākās frekvencēs; apakšējās robežas - magnētiskās indukcijas amplitūdu mazākās vērtības, kas norādītas 3. tabulā.

3. tabula


Remagnetizācijas frekvence, kHz	Magnētiskās indukcijas amplitūdas mazākā vērtība T, veicot mērījumus
	īpatnējie magnētiskie zudumi, W/kg	magnētiskā lauka stiprums, A/m
No 0,05 līdz 0,06 t.sk.
St. 0.06 "1.0"
" 1,00 " 10,0 "

Lokšņu paraugu magnētiskās indukcijas amplitūdas mazākajai vērtībai jābūt vienādai ar 1,0 T.

6.7 Voltmetram PV1, kalibrējot vidēji rektificētās vērtībās, spriegumu V, kas atbilst dotajai magnētiskās indukcijas amplitūdai T un remagnetizācijas frekvencei Hz aprēķina pēc formulas

kur - parauga šķērsgriezuma laukums, m;

- II parauga tinuma apgriezienu skaits;

- II parauga kopējā tinuma pretestība T2 un spoles T1, Ohm;

- līdzvērtīga pretestība ierīcēm un ierīcēm, kas savienotas ar II parauga tinumu T2, Ohm, aprēķināts pēc formulas

kur - voltmetru aktīvās pretestības PV1, PV2, vatmetra sprieguma ķēde PW un jaudas pastiprinātāja sprieguma atgriezeniskās saites ķēdes, attiecīgi, Ohm.

Vērtību formulā (6) neņem vērā, ja tās vērtība nepārsniedz 0,002.

6.8 Voltmetram PV1, kalibrēts sinusoidālās formas sprieguma darbības vērtībās, vērtības vērtība U, V, aprēķina pēc formulas

6.9 Bez spoles T1 aprēķina korekciju , V, kas rodas ārpus parauga esošās magnētiskās plūsmas, pēc formulas

kur ir parauga tinumu apgriezienu skaits T2;

- magnētiskā konstante, H/m;

- parauga mērīšanas tinuma šķērsgriezuma laukums, m;

ir parauga šķērsgriezuma laukums, kas noteikts, kā norādīts 6.3. punktā, m;

- magnētiskā lauka līnijas vidējais garums, m.

Gredzenveida paraugiem magnētiskā lauka līnijas vidējo garumu m aprēķina pēc formulas

Standarta testos sloksņu paraugam vidējais garums m ir vienāds ar 0,94 m. Ja nepieciešams uzlabot magnētisko lielumu noteikšanas precizitāti, ir atļauts izvēlēties vērtības no 4. tabulas.

4. tabula


Magnētiskā lauka stiprums, A/m	Magnētiskā lauka līnijas vidējais garums, m
	izotropiskajam tēraudam	anizotropam tēraudam
0 līdz 10 ieskaitot St. 10 "70"

Loksnes paraugam magnētiskā lauka līnijas vidējo garumu m nosaka pēc iekārtas metroloģiskās sertifikācijas rezultātiem;

- strāvas amplitūda, A; aprēķina atkarībā no sprieguma krituma amplitūdas V uz rezistora ar pretestību Ohm, kas iekļauts magnetizācijas ķēdē, pēc formulas

vai saskaņā ar vidējo rektificēto EMF vērtību V, kas inducēts spoles II tinumā T1 kad tinums I ir iekļauts magnetizācijas ķēdē, saskaņā ar formulu

kur - spoles savstarpējā induktivitāte, H; ne vairāk kā 1 10 Gn;

- remagnetizācijas frekvence, Hz.

6.10. Nosakot īpatnējos magnētiskos zudumus Epšteina aparātā, jāņem vērā magnētiskās ķēdes stūru daļu magnetizācijas neviendabīgums, ieviešot parauga efektīvo masu kg, ko paraugiem no sloksnēm aprēķina ar formula

kur - parauga svars, kg;

- sloksnes garums, m.

Gredzena paraugiem ņem efektīvo masu vienāds ar masu paraugs.

Loksnes parauga efektīvo masu nosaka iekārtas metroloģiskās sertifikācijas rezultāti.

7 Mērīšanas procedūra

7.1. Īpatnējo magnētisko zudumu noteikšana balstās uz aktīvās jaudas mērījumu, ko patērē parauga magnetizācijas maiņa un patērē ierīces. PV1, PV2, PW un pastiprinātāja atgriezeniskās saites ķēde. Pārbaudot loksnes paraugu, tiek ņemti vērā zudumi jūgos. Aktīvo jaudu netieši nosaka II parauga tinuma spriegums T2.

7.1.1 Uzstādīšanas laikā (sk. 1. attēlu) atslēgas ir aizvērtas S2, S3, S4 un atveriet atslēgu S1.

7.1.2. Iestatiet spriegumu vai (), V, izmantojot voltmetru PV1; remagnetizācijas frekvence, Hz; pārbaudiet ar ampērmetru RA, kas ir vatmetrs PW nav pārslogots; aizveriet atslēgu S1 un atveriet atslēgu S2.

7.1.3 Ja nepieciešams, noregulējiet voltmetra rādījumu, izmantojot strāvas avotu PV1 lai iestatītu iestatīto sprieguma vērtību un ar voltmetru izmērītu efektīvo sprieguma vērtību V PV2 un jauda, W, vatmetrs P.W.

7.1.4 Iestatiet spriegumu, kas atbilst lielāka vērtība magnētiskās indukcijas amplitūdu, un atkārto 7.1.2., 7.1.3.

7.2. Magnētiskā lauka intensitātes efektīvās vērtības noteikšana balstās uz magnetizējošās strāvas mērījumu.

7.2.1 Uzstādīšanas laikā (sk. 1. attēlu) atslēgas ir aizvērtas S2, S4 un atslēgt atslēgas S1, S3.

7.2.2 Iestatiet spriegumu vai tu, V, remagnetizācijas frekvence, Hz, un nosaka ar ampērmetru RA magnetizējošās strāvas vērtības, A.

7.2.3. Iestatiet augstāku sprieguma vērtību un atkārtojiet darbības, kas norādītas 7.2.1. un 7.2.2.

8 Mērījumu rezultātu apstrādes noteikumi

8.1. Sprieguma līknes formas koeficientu parauga tinumam II aprēķina pēc formulas

kur - efektīvā sprieguma vērtība, V;

- spriegums, ko aprēķina pēc formulas (6), V.

8.2. Īpatnējo magnētisko zudumu, W/kg, paraugam no sloksnēm vai gredzenveida formas aprēķina pēc formulas

kur ir parauga efektīvā masa, kg;

- jaudas vidējā vērtība, W;

- efektīvā sprieguma vērtība, V;

- parauga tinumu apgriezienu skaits T2;

- skatīt 6.7.

Vērtības un netiek ņemtas vērā, ja attiecība nepārsniedz 0,2% un attiecība nepārsniedz 0,002.

Kļūda pretestības noteikšanā nedrīkst pārsniegt ± 1%.

Ir atļauts aizstāt vērtību, kas vienāda ar 1,11, nevis spriegumu pie = 1,

Rakstā sniegta informācija par elektromotoru, ģeneratoru un transformatoru ražošanā izmantoto materiālu veidiem. Īsumā specifikācijas daži no tiem.

Elektrisko materiālu klasifikācija

Materiāli, ko izmanto elektriskajās mašīnās, iedalās trīs kategorijās: strukturālie, aktīvie un izolācijas materiāli.

Strukturālie materiāli

tiek izmantotas tādu detaļu un mašīnu detaļu ražošanai, kuru galvenais mērķis ir mehānisko slodžu uztveršana un pārnešana (vārpstas, gultnes, gala vairogi un stāvvadi, dažādi stiprinājumi utt.). Kā konstrukcijas materiāli elektromašīnās tiek izmantots tērauds, čuguns, krāsainie metāli un to sakausējumi, plastmasa. Uz šiem materiāliem attiecas prasības, kas raksturīgas mašīnbūvē.

Aktīvie materiāli

ir sadalīti vadošos un magnētiskos un ir paredzēti iekārtas aktīvo daļu (magnētisko ķēžu tinumu un serdeņu) ražošanai.
Izolācijas materiālus izmanto tinumu un citu strāvu nesošo detaļu elektroizolācijai, kā arī elektrotērauda lokšņu izolēšanai vienu no otras slāņveida magnētiskos serdeņos. Atsevišķu grupu veido materiāli, no kuriem izgatavotas elektriskās birstes, ko izmanto, lai novadītu strāvu no elektrisko mašīnu kustīgajām daļām.

Zemāk ir dota īss apraksts par elektriskajās mašīnās izmantotie aktīvie un izolācijas materiāli.

Vadītāju materiāli

Pateicoties tā labajai elektrovadītspējai un relatīvajam lētumam, elektriskais varš tiek plaši izmantots kā vadošs materiāls elektriskajās mašīnās un Nesen arī rafinēts alumīnijs. Šo materiālu salīdzinošās īpašības ir norādītas 1. tabulā. Dažos gadījumos elektrisko mašīnu tinumi ir izgatavoti no vara un alumīnija sakausējumiem, kuru īpašības ir ļoti dažādas atkarībā no to sastāva. Vara sakausējumus izmanto arī strāvu nesošo palīgdetaļu (kolektoru plātņu, slīdgredzenu, skrūvju u.c.) ražošanai. Lai taupītu krāsainos metālus vai palielinātu mehānisko izturību, šādas detaļas dažkārt ir izgatavotas arī no tērauda.

1. tabula

Fizikālās īpašības varš un alumīnijs

Materiāls	Daudzveidība	Blīvums, g/cm3	Pretestība pie 20°C, Ohm × m	Temperatūras pretestības koeficients pie ϑ °C, 1/°C	Lineārās izplešanās koeficients, 1/°C	Īpatnējā siltumietilpība, J/(kg×°C)	Siltumvadītspēja, W/(kg × °C)
Varš	Elektrotehniski atkausēta	8,9	(17,24÷17,54) × 10 -9		1,68 × 10 -5	390	390
Alumīnijs	Rafinēts	2,6-2,7	28,2 × 10 -9		2,3 × 10 -5	940	210

Vara temperatūras pretestības koeficients pie ϑ °C

Vara pretestības atkarību no temperatūras izmanto, lai noteiktu elektriskās mašīnas tinuma temperatūras pieaugumu, kad tā darbojas karstā stāvoklī ϑ g virs temperatūras videϑ o. Pamatojoties uz sakarību (2), lai aprēķinātu temperatūras pieaugumu

Δϑ \u003d ϑ g - ϑ o

jūs varat iegūt formulu

(3)

kur r r - tinuma pretestība karstā stāvoklī; r x- tinuma pretestība, mērīta aukstā stāvoklī, kad tinuma un vides temperatūra ir vienāda; ϑ x- aukstā tinuma temperatūra; ϑ o - apkārtējās vides temperatūra mašīnas darbības laikā, kad tiek mērīta pretestība r G.

Attiecības (1), (2) un (3) ir piemērojamas arī alumīnija tinumiem, ja tajos 235 ir aizstāts ar 245.

Magnētiskie materiāli

Elektrisko mašīnu magnētisko ķēžu atsevišķu daļu ražošanai tiek izmantots lokšņu elektrotērauds, lokšņu konstrukcijas tērauds, lokšņu tērauds un čuguns. Čuguns tiek izmantots salīdzinoši reti, jo tam ir zemas magnētiskās īpašības.

Vissvarīgākā magnētisko materiālu klase ir dažādu kategoriju lokšņu elektrotērauds. Lai samazinātu zaudējumus histerēzes un virpuļstrāvu dēļ, tā sastāvā tiek ievadīts silīcijs. Oglekļa, skābekļa un slāpekļa piemaisījumu klātbūtne samazina elektrotērauda kvalitāti. Liela ietekme Elektrotērauda kvalitāti ietekmē tā ražošanas tehnoloģija. Tradicionālo lokšņu elektrotēraudu iegūst ar karsto velmēšanu. V pēdējie gadi Strauji pieaug auksti velmēta graudu orientēta tērauda izmantošana, kura magnētiskās īpašības, atkārtoti magnetizējot velmēšanas virzienā, ir daudz augstākas nekā parastajam tēraudam.

Elektrotērauda sortimentu un šī tērauda atsevišķu šķiru fizikālās īpašības nosaka GOST 21427.0-75.

Elektromašīnās galvenokārt izmanto 1211., 1212., 1213., 1311., 1312., 1411., 1412., 1511., 1512., 3411., 3412., 3413. marku elektrotēraudu, kas atbilst vecajiem apzīmējumiem tērauda markām E3, E1, E2, E1. , E22, E31 , E32, E41, E42, E310, E320, E330. Pirmais cipars norāda tērauda klasi pēc konstrukcijas stāvokļa un velmēšanas veida: 1 - karsti velmēts izotropisks, 2 - auksti velmēts izotrops, 3 - auksti velmēts anizotrops ar ribu tekstūru. Otrais cipars norāda silīcija saturu. Trešais cipars norāda grupu atbilstoši galvenajam normalizētajam raksturlielumam: 0 - specifiskie zudumi magnētiskās indukcijas laikā B= 1,7 T un frekvence f= 50 Hz (p 1,7/50), 1 - specifiskie zudumi pie B= 1,5 T un frekvence f\u003d 50 Hz (p 1,5 / 50), 2 - specifiskie zudumi magnētiskās indukcijas laikā B= 1,0 T un frekvence f\u003d 400 Hz (p 1,0 / 400), 6 - magnētiskā indukcija vājos laukos pie magnētiskā lauka intensitātes 0,4 A / m ( B 0,4), un 7 - magnētiskā indukcija vidēji magnētiskie lauki pie magnētiskā lauka intensitātes 10A/m ( B 10). Ceturtais cipars - sērijas numurs. Elektrotērauda īpašības atkarībā no silīcija satura ir norādītas 2. tabulā

2. tabula

Elektrotērauda fizikālo īpašību atkarība no silīcija satura

Īpašības	Otrais tērauda markas cipars
Īpašības	2	3	4	5

Blīvums, g/cm3
Pretestība, omi × m
Temperatūras pretestības koeficients, 1/°C
Īpatnējā siltumietilpība, J/(kg×°C)

Palielinoties silīcija saturam, palielinās tērauda trauslums. Šajā sakarā, jo mazāka ir mašīna un līdz ar to, jo mazāki ir zobu un rievu izmēri, kuros iederas tinumi, jo grūtāk ir izmantot tēraudus ar augstu un augstu leģēšanas pakāpi. Tāpēc, piemēram, augsti leģēto tēraudu galvenokārt izmanto transformatoru un ļoti jaudīgu ģeneratoru ražošanai.

Mašīnās ar strāvas frekvenci līdz 100 Hz parasti izmanto elektrotērauda loksnes ar biezumu 0,5 mm un dažreiz arī, īpaši transformatoros, tēraudu ar biezumu 0,35 mm. Augstākās frekvencēs tiek izmantots plānāks tērauds. Elektrotērauda lokšņu izmēri ir standartizēti, un lokšņu platums ir 240 - 1000 mm un garums ir 1500 - 2000 mm. Pēdējā laikā paplašinās elektrotehniskā tērauda ražošana uz ruļļiem uztītu sloksņu veidā.

Rīsi. 1. Feromagnētisko materiālu magnetizācijas līknes

1 - elektrotērauds 1121, 1311; 2 - elektrotērauds 1411, 1511; 3 - zema oglekļa satura liešanas tērauds, velmētais tērauds un kalumi elektriskajām mašīnām; 4 - stabiem 1-2 mm bieza lokšņu tērauda; 5 - tērauds 10; 6 - tērauds 30; 7 - auksti velmēts elektrotērauds 3413; 8 - pelēkais čuguns, kas satur: C - 3,2%, Si 3,27%, Mn - 0,56%, P - 1,05%; I × A - skalas pa asīm I un A; II × B - skalas pa II un B asīm

1. attēlā parādītas dažādu kategoriju tērauda un čuguna magnetizācijas līknes, bet 3. tabulā saskaņā ar GOST 21427.0-75 - īpatnējo zudumu vērtības. lpp visizplatītākajās elektrotērauda kategorijās. Indekss pie burta p norāda indukciju B teslās (skaitītājs) un remagnetizācijas frekvenci f hercos (saucējs), pie kuras tiek garantētas 3. tabulā norādītās zudumu vērtības. 3411., 3412. un 3413. klasēm zudumi ir doti magnetizācijas gadījumam pa velmēšanas virzienu.

3. tabula

Speciālie zudumi elektrotēraudā

tērauda marka	Loksnes biezums, mm	Īpatnējie zudumi, W/kg			tērauda marka	Loksnes biezums, mm	Īpatnējie zudumi, W/kg
tērauda marka	Loksnes biezums, mm	p 1,0/50	p 1,5/50	p 1,7/50	tērauda marka	Loksnes biezums, mm	p 1,0/50	p 1,5/50	p 1,7/50
1211	0,5	3,3	7,7	-	1512	0,5	1,4	3,1	-
1212	0,5	3,1	7,2	-		0,35	1,2	2,8	-
1213	0,5	2,8	6,5	-	1513	0,5	1,25	2,9	-
1311	0,5	2,5	6,1	-		0,35	1,05	2,5	-
1312	0,5	2,2	5,3	-	3411	0,5	1,1	2,45	3,2
1411	0,5	2,0	4,4	-		0,35	0,8	1,75	2,5
1412	0,5	1,8	3,9	-	3412	0,5	0,95	2,1	2,8
1511	0,5	1,55	3,5	-		0,35	0,7	1,5	2,2
	0,35	1,35	3,0	-	3413	0,5	0,8	1,75	2,5
						0,35	0,6	1,3	1,9

Virpuļstrāvas zudums ir atkarīgs no indukcijas kvadrāta, un histerēzes zudums ir atkarīgs no indukcijas līdz jaudai, kas ir tuvu diviem. Tāpēc kopējos zudumus tēraudā ar pietiekamu precizitāti praktiskiem nolūkiem var uzskatīt par atkarīgiem no indukcijas kvadrāta. Virpuļstrāvas zudumi ir proporcionāli frekvences kvadrātam, un histerēzes zudumi ir proporcionāli frekvences pirmajai jaudai. Ar frekvenci 50 Hz un loksnes biezumu 0,35–0,5 mm histerēzes zudumi vairākas reizes pārsniedz virpuļstrāvas zudumus. Atkarība kopējie zaudējumi tēraudā uz frekvence tāpēc ir tuvāk pirmajai frekvences pakāpei. Tāpēc specifiskie zaudējumi vērtībām B un f, izņemot 3. tabulā norādītos, var aprēķināt pēc formulām:

(4)

kur B vērtība ir aizstāta ar teslām (T).

Īpatnējo zudumu vērtības, kas norādītas 3. tabulā, atbilst gadījumam, kad loksnes ir izolētas viena no otras.

Izolācijai tiek izmantota īpaša laka vai ļoti reti plāns papīrs, tiek izmantota arī oksidēšana.

Štancējot notiek elektrotērauda lokšņu darba sacietēšana. Turklāt, saliekot serdes iepakojumus, loksnes ir daļēji aizvērtas gar to malām, jo štancēšanas laikā parādās urbumi vai urbumi. Tas palielina tērauda zudumus 1,5 - 4,0 reizes.

Tā kā starp tērauda loksnēm ir izolācija, to viļņojums un biezuma neviendabīgums, ne viss presētās serdes tilpums ir piepildīts ar tēraudu. Iepakojuma piepildīšanas ar tēraudu koeficients siltināšanas laikā ar laku ir vidējs kc= 0,93 ar loksnes biezumu 0,5 mm un kc= 0,90 pie 0,35 mm.

Izolācijas materiāli

Elektromašīnās izmantotajiem elektroizolācijas materiāliem tiek izvirzītas šādas prasības: ja iespējams, augsta elektriskā izturība, mehāniskā izturība, siltumnoturība un siltumvadītspēja, kā arī zema higroskopiskums. Ir svarīgi, lai izolācija būtu pēc iespējas plānāka, jo izolācijas biezuma palielināšana pasliktina siltuma pārnesi un samazina rievas piepildījuma koeficientu ar vadītāja materiālu, kas savukārt izraisa nominālās jaudas samazināšanos. mašīna. Dažos gadījumos rodas arī citas prasības, piemēram, izturība pret dažādiem mikroorganismiem mitrā tropiskā klimatā utt.. Praksē visas šīs prasības var izpildīt dažādās pakāpēs.

Video 1. Izolācijas materiāli elektrotehnikā XVIII - XIX gs.

Izolācijas materiāli var būt cieti, šķidri un gāzveida. Gaiss un ūdeņradis parasti ir gāzveida, kas veido apkārtējo vai dzesēšanas vidi attiecībā pret iekārtu un vienlaikus dažos gadījumos pilda elektriskās izolācijas lomu. Šķidrie dielektriķi galvenokārt tiek izmantoti transformatoru inženierijā īpašas kvalitātes minerāleļļas veidā, ko sauc par transformatoru eļļu.

Elektrotehnikā vislielākā nozīme ir cietajiem izolācijas materiāliem. Tos var iedalīt šādās grupās: 1) dabīgie organiskie šķiedru materiāli - kokvilnas papīrs, materiāli uz koksnes masas un zīda bāzes; 2) neorganiskie materiāli - vizla, stikla šķiedra, azbests; 3) dažādi sintētiskie materiāli sveķu, plēvju, lokšņu materiāla un tā tālāk veidā; 4) dažādas emaljas, lakas un maisījumi uz dabisko un sintētisko materiālu bāzes.
Pēdējos gados organiskās šķiedras izolācijas materiāli arvien vairāk tiek aizstāti ar sintētiskiem materiāliem.

Emaljas izmanto vadu izolācijai un tinumu pārklājuma izolācijai. Lakas tiek izmantotas laminētas izolācijas līmēšanai un tinumu impregnēšanai, kā arī aizsargpārklājuma slāņa uzklāšanai uz izolācijas. Divas vai trīs reizes tinumu impregnēšana ar lakām, pārmaiņus ar žāvēšanu, aizpilda izolācijā esošās poras, kas palielina izolācijas siltumvadītspēju un elektrisko izturību, samazina tās higroskopiskumu un mehāniski satur kopā izolācijas elementus.

Impregnēšana ar savienojumiem kalpo tam pašam mērķim kā impregnēšana ar lakām. Vienīgā atšķirība ir tāda, ka maisījumos nav gaistošu šķīdinātāju, bet tie ir ļoti konsekventa masa, kas, karsējot, mīkstina, sašķidrinās un zem spiediena spēj iekļūt izolācijas porās. Tā kā nav šķīdinātāju, poru aizpildīšana savienošanas laikā ir blīvāka.
Vissvarīgākā īpašība izolācijas materiālu siltumnoturība, kas būtiski ietekmē elektrisko mašīnu uzticamību un kalpošanas laiku. Siltumizturības ziņā elektriskās mašīnās un aparātos izmantotie elektriskie izolācijas materiāli saskaņā ar GOST 8865-70 ir sadalīti septiņās klasēs ar šādām maksimāli pieļaujamām temperatūrām ϑ max:

Iepriekšējo gadu standartos ir dažu izolācijas klašu vecie apzīmējumi: Y, E, F, H vietā attiecīgi O, AB, BC, CB.

Y klasē ietilpst ar šķidriem dielektriķiem nepiesūcināti un tajos neiegremdēti šķiedru materiāli no kokvilnas papīra, celulozes un zīda, kā arī vairāki sintētiskie polimēri (polietilēns, polistirols, polivinilhlorīds utt.). Šo izolācijas klasi elektriskajās mašīnās izmanto reti.

A klasē ietilpst šķiedru materiāli no kokvilnas papīra, celulozes un zīda, kas piesūcināti ar šķidriem elektroizolācijas materiāliem vai tajos iegremdēti, emaljas stiepļu izolācija uz eļļas un poliamīda rezollaku bāzes (kapron), poliamīda plēves, butilgumija un citi materiāli, kā arī kā impregnēts koks un koka lamināti. Šīs izolācijas klases impregnējošās vielas ir transformatoru eļļa, eļļas un asfalta lakas un citas vielas ar atbilstošu karstumizturību. Šajā klasē ietilpst dažādi lakoti audumi, lentes, elektrokartons, getinakss, tekstolīts un citi izolācijas izstrādājumi. A klases izolāciju plaši izmanto rotējošām elektriskajām mašīnām ar jaudu līdz 100 kW un vairāk, kā arī transformatoru rūpniecībā.

E klasē ietilpst emaljas stiepļu izolācija un elektriskā izolācija uz polivinilacetāla (viniflex, metalvin), poliuretāna, epoksīda, poliestera (lavsāna) sveķiem un citiem sintētiskiem materiāliem ar līdzīgu karstumizturību. Izolācijas klasē E ir iekļauti jauni sintētiskie materiāli, kuru pielietojums strauji paplašinās mazas un vidējas jaudas mašīnās (līdz 10 kW un vairāk).

B klase apvieno izolācijas materiālus, kuru pamatā ir neorganiskie dielektriķi (vizla, azbests, stikla šķiedra) un līmvielas, impregnējošas un pārklājošas lakas un organiskas izcelsmes paaugstinātas karstumizturības sveķus un saturu. organisko vielu pēc svara nedrīkst pārsniegt 50%. Tie galvenokārt ietver materiālus, kuru pamatā ir smalka plūkta vizla (vizlas lente, mikafolija, mikanīts), ko plaši izmanto elektrotehnikā.

Pēdējā laikā tiek izmantoti arī vizlas materiāli, kuru pamatā ir nepārtraukta vizlas josla no vizlas plāksnēm, kuru izmērs ir līdz vairākiem milimetriem un vairāku mikronu biezums.

B klasei pieder arī dažādi sintētiskie materiāli: poliestera sveķi uz ftālskābes anhidrīda bāzes, polihlortrifluoretilēns (PTFE-3), daži poliuretāna sveķi, plastmasas ar neorganisku pildvielu u.c.

F klases izolācija ietver materiālus uz vizlas, azbesta un stiklšķiedras bāzes, bet izmantojot organiskās lakas un sveķus, kas modificēti ar silīcija organisko (poliorganosiloksānu) un citiem sveķiem ar augstu karstumizturību, vai izmantojot citus sintētiskos sveķus ar atbilstošu karstumizturību (poliesteru). sveķi uz izo- un tereftalskābes bāzes utt.). Šīs klases izolācija nedrīkst saturēt kokvilnu, celulozi vai zīdu.

H klasē ietilpst izolācija, kuras pamatā ir vizla, stikla šķiedra un azbests kombinācijā ar silīciju (poliorganosiloksānu), poliorganometalosilksānu un citiem karstumizturīgiem sveķiem. Izmantojot šādus sveķus, tiek ražoti mikanīti un vizlas, kā arī stikla mikanīti, stikla vizlas, stikla vizlas lentes, stikla vizlas, stikla laku audumi un stikla tekstolīti.

H klasē ietilpst arī izolācija, kuras pamatā ir politetrafluoretilēns (fluoroplasts-4). H klases materiāli tiek izmantoti elektroiekārtās, kas darbojas ļoti sarežģītos apstākļos (ieguves un metalurģijas rūpniecībā, transporta iekārtās utt.).

C izolācijas klasē ietilpst vizla, kvarcs, stikla šķiedra, stikls, porcelāns un citi keramikas materiāli, ko izmanto bez organiskām saistvielām vai ar neorganiskām saistvielām.

Siltuma, vibrāciju un citu fizikālu un ķīmisku faktoru ietekmē notiek izolācijas novecošanās, t.i., pakāpeniska mehāniskās izturības un izolācijas īpašību zudums. Eksperimentāli ir noskaidrots, ka A un B izolācijas klases kalpošanas laiks tiek samazināts uz pusi, palielinoties temperatūrai par katriem 8-10 ° virs 100 ° C. Tāpat, paaugstinoties temperatūrai, samazinās arī citu klašu izolācijas kalpošanas laiks.

Elektriskās birstes

iedala divās grupās: 1) akmeņogļu grafīts, grafīts un elektrografīts; 2) metalogrāfīts. Pirmās grupas suku ražošanai izmanto oglekli, šķembu dabisko grafītu un antracītu ar akmeņogļu darvu kā saistvielu. Otu sagataves tiek pakļautas apdedzināšanai, kuras režīms nosaka grafīta strukturālo formu izstrādājumā. Pie augstām apdedzināšanas temperatūrām tiek panākta kvēpā un antracītā atrodamā oglekļa pārvēršanās grafīta formā, kā rezultātā šo apdedzināšanas procesu sauc par grafitizāciju. Otrās grupas otas satur arī metālus (varš, bronza, sudrabs). Visizplatītākās pirmās grupas otas.

4. tabulā parādīti vairāku zīmolu suku raksturlielumi.

4. tabula

Elektrisko suku specifikācijas

Otu klase	Zīmols	Nominālais strāvas blīvums, A/cm2	Maksimālais apkārtmēra ātrums, m/s	Īpatnējais spiediens, N/cm2	Pārejošs sprieguma kritums uz suku pāra, V	Berzes koeficients	Komutācijas raksturs, kurā ieteicams izmantot otas
Oglekļa-grafīts	UG4	7	12	2-2,5	1,6-2,6	0,25	Nedaudz grūti
Grafīts	G8	11	25	2-3	1,5-2,3	0,25	Normāls
Elektrografīts	EG4	12	40	1,5-2	1,6-2,4	0,20	Normāls
	EG8	10	40	2-4	1,9-2,9	0,25	Visgrūtākais
	EG12	10-11	40	2-3	2,5-3,5	0,25	Grūtības
	EG84	9	45	2-3	2,5-3,5	0,25	Visgrūtākais
Vara-grafīts	MG2	20	20	1,8-2,3	0,3-0,7	0,20	Vieglākais

Mainīgos laukos histerēzes cilpas laukums palielinās histerēzes zudumu dēļ R g, virpuļstrāvas zudumi R iekšā un papildu zaudējumi R d.Šādu cilpu sauc par dinamisku, un kopējie zaudējumi ir pilni vai kopējie. Histerēzes zudumi uz materiāla tilpuma vienību (īpatnējie zudumi) (W/m3)

(8.10)

Tos pašus zudumus var attiecināt uz masas vienību (W / kg)

(8.11)

kur g - materiāla blīvums, kg / m 3

Lai samazinātu histerēzes zudumus, tiek izmantoti magnētiski materiāli ar pēc iespējas mazāku koercivitāti. Lai to izdarītu, atkausējot, noņemiet iekšējie spriegumi materiālā samaziniet izmežģījumu un citu defektu skaitu, kā arī rupjējiet graudus.

Virpuļstrāvas zudums loksnes paraugam

(8.12)

kur

Bmaks - magnētiskās indukcijas amplitūda, T ;

f- Maiņstrāvas frekvence, Hz;

d- loksnes biezums, m;

g- blīvums, kg/m3 ;

r- elektriskā pretestība, omi. m.

Papildu zudumi vai zudumi magnētiskās viskozitātes dēļ (magnētiskā pēcefekta) parasti tiek atrasti kā starpība starp kopējiem zaudējumiem un histerēzes un virpuļstrāvu radīto zaudējumu summu.

kur J nē– magnetizācija plkst t ® ¥ ; t - relaksācijas laiks. 8.14. attēlā parādīta magnētiskā lauka intensitātes un magnetizācijas atkarība no magnētiskā lauka ilguma. Cietos magnētiskos materiālos laiks t magnētiskā relaksācija var sasniegt vairākas minūtes. Šo parādību sauc par superviskozitāti.

8.14.att. Magnetizācijas atkarība Dž un magnētiskā materiāla stiprums H uz magnētiskā lauka darbības laiku t

Šos zudumus galvenokārt izraisa domēna magnetizācijas apvērses procesu inerce (siltuma enerģijas patēriņš vāji piestiprinātu domēnu robežu pārvietošanai, mainoties laukam).

Kad magnetizācija tiek mainīta mainīgā laukā, rodas fāzes nobīde V no H magnētiskais lauks. Tas notiek virpuļstrāvu darbības rezultātā, kas saskaņā ar Lenca likumu novērš magnētiskās indukcijas izmaiņas, kā arī histerēzes parādību un magnētiskās pēcefekta dēļ.

δ m - atpalicības leņķis - magnētisko zudumu leņķis.

tg δm ir magnētisko materiālu dinamisko īpašību raksturlielums.

Magnētiskā zuduma leņķa tangensu izmanto mainīgos laukos. To var izteikt ar ekvivalentiem ķēdes parametriem, kas parādīti 8.15. attēlā. Induktīvā spole ar magnētiskā materiāla serdi tiek attēlota kā induktivitātes virkne ķēde L un aktīva pretestībar.

Rīsi. 8.15. Induktīvās spoles ar magnētisko serdi ekvivalentā ķēde (a) un vektoru diagramma (b)

Neņemot vērā savu kapacitāti un spoles tinuma pretestību, mēs iegūstam

tg d m = r/(w L)

(8.15)

Aktīvā jauda R a:

R a=J2. w L. tg d m .

(8.16)

Apgrieztais tg d m sauc par kvalitātes faktoru

GOST 12119.4-98

STARPVALSTU STANDARTS

Elektriskais tērauds

magnētiskais lauks

Oficiālais izdevums

STARPVALSTU STANDARTIZĀCIJAS, METROLOĢIJAS UN SERTIFIKĀCIJAS PADOME

Priekšvārds

1 IZSTRĀDĀJA Krievijas Federācija, Starpvalstu standartizācijas tehniskā komiteja MTK 120 "Metāla izstrādājumi no melnajiem metāliem un sakausējumiem"

IEVADS Krievijas Gosstandart

2 PIEŅEMTA Starpvalstu standartizācijas, metroloģijas un sertifikācijas padome (1998. gada 28. maija protokols Nr. 13-98)

Valsts nosaukums	Nacionālās standartizācijas institūcijas nosaukums
Azerbaidžānas Republika	Az valsts standarts
Armēnijas Republika	Armgos standarts
Baltkrievijas Republika	Baltkrievijas valsts standarts
Kirgizstānas Republika	Kirgizstāna
Krievijas Federācija	Krievijas Gosstandarts
Tadžikistānas Republika	Tadžikistānas valsts standarts
Turkmenistāna	Turkmenistānas Galvenā valsts inspekcija
Uzbekistānas Republika	Uzgosstandart
	Ukrainas valsts standarts

3 Ar Krievijas Federācijas Standartizācijas un metroloģijas valsts komitejas 1998. gada 8. decembra dekrētu Nr. 437 starpvalstu standarts GOST 12119.4-98 stājās spēkā tieši kā Krievijas Federācijas valsts standarts no 1999. gada 1. jūlija.

4 GOST 12119-80 VIETĀ 4. sadaļas daļā

Šo standartu nevar pilnībā vai daļēji reproducēt, pavairot un izplatīt kā oficiālu publikāciju Krievijas Federācijas teritorijā bez Krievijas valsts standarta atļaujas.

STARPVALSTU STANDARTS

Elektriskais tērauds

MAGNĒTISKĀS UN ELEKTRISKĀS ĪPAŠĪBAS NOTEIKŠANAS METODES

Īpatnējo magnētisko zudumu un intensitātes efektīvās vērtības mērīšanas metode

magnētiskais lauks

elektriskais tērauds.

Magnētisko un elektrisko īpašību pārbaudes metodes.

Īpatnējo magnētisko zudumu un magnētiskā lauka intensitātes faktiskās vērtības mērīšanas metode

Ievadīšanas datums 1999-07-01

1 izmantošanas joma

Šis starptautiskais standarts nosaka metodi īpatnējo magnētisko zudumu noteikšanai no 0,3 līdz

50,0 W / kg un magnētiskā lauka intensitātes efektīvā vērtība no 100 līdz 2500 A / m pie magnetizācijas maiņas frekvencēm 50-400 Hz, izmantojot vatmetra un ampērmetra metodi.

Atļauts noteikt magnētisko lielumu vērtības remagnetizācijas frekvencēs līdz 10 kHz uz gredzena paraugiem un paraugiem no sloksnēm.

2 Normatīvās atsauces

GOST 8.377-80 GSI. Materiāli ir mīksti magnētiski. Mērījumu veikšanas metodes, nosakot statiskos magnētiskos raksturlielumus

GOST 8476-93 Tiešas darbības analogās indikācijas elektriskie mērinstrumenti un to palīgdaļas. 3. daļa: Īpašas prasības vatmetriem un varmetriem

GOST 8711-93 Tiešas darbības analogās indikācijas elektriskie mērinstrumenti un to palīgdaļas. 2. daļa: Īpašas prasības ampērmetriem un voltmetriem

GOST 12119.0-98 Elektriskais tērauds. Magnētisko un elektrisko īpašību noteikšanas metodes. Vispārīgās prasības

GOST 13109-87 Elektroenerģija. Prasības elektroenerģijas kvalitātei vispārējas nozīmes elektrotīklos

GOST 21427.1-83 Elektriskais auksti velmēts anizotrops lokšņu tērauds. Specifikācijas

GOST 21427.2-83 Elektriskais auksti velmēts izotropisks plāns lokšņu tērauds. Specifikācijas

3 Vispārīgās prasības

Vispārīgās prasības pārbaudes metodēm - saskaņā ar GOST 12119.0.

Šajā standartā lietotie termini atbilst GOST 12119.0.

Oficiālais izdevums

4 Pārbaudāmo paraugu sagatavošana

4.1. Testa paraugiem jābūt izolētiem.

Parauga ārējā diametra attiecība pret iekšējo diametru nedrīkst būt lielāka par 1,3; parauga šķērsgriezuma laukums nav mazāks par 0,1 cm 2 .

4.3. Epšteina aparāta paraugus izgatavo no sloksnēm, kuru biezums ir no 0,1 līdz 1,0 mm, garums no 280 līdz 500 mm un platums (30,0 ± 0,2) mm. Parauga sloksnes nedrīkst atšķirties viena no otras garumā vairāk par ± 0,2%. Parauga šķērsgriezuma laukumam jābūt no 0,5 līdz 1,5 cm 2 . Joslu skaitam izlasē ir jābūt četrkārtējam, minimālajam joslu skaitam ir divpadsmit.

Anizotropā tērauda paraugus sagriež velmēšanas virzienā. Leņķis starp sloksņu velmēšanas un griešanas virzieniem nedrīkst pārsniegt G.

Izotropā tērauda paraugiem pusi no sloksnēm sagriež velmēšanas virzienā, otru - šķērsām. Leņķis starp velmēšanas un griešanas virzienu nedrīkst pārsniegt 5°. Sloksnes ir sagrupētas četros iepakojumos: divas - no sloksnēm, kas sagrieztas pa velmēšanas virzienu, divas - šķērsām. Iepakojumi ar vienādi izgrieztām sloksnēm tiek novietoti paralēlās aparāta spoles.

Atļauts griezt sloksnes tādā pašā leņķī pret velmēšanas virzienu. Visu vienā spolē ielikto sloksņu velmēšanas virzienam jābūt vienādam.

Lokšņu virsmai un formai jāatbilst GOST 21427.1 un GOST 21427.2.

5 Lietišķais aprīkojums

5.1 Uzstādīšana. Uzstādīšanas shēma ir parādīta 1. attēlā.

5.1.1 Voltmetri PV1 - vidējās rektificētā sprieguma mērīšanai un tai sekojošai magnētiskās indukcijas amplitūdas noteikšanai un PV2 - sprieguma efektīvās vērtības mērīšanai un sekojošai tā līknes formas faktora noteikšanai ir jābūt mērīšanas robežai no 30 mV līdz 100 V, maksimālā ieejas strāva nav lielāka par 5 mA, precizitātes klase ne zemāka par 0,5 saskaņā ar GOST 8711.

PV1 voltmetram ir atļauts izmantot sprieguma dalītāju, lai iegūtu rādījumus, kas skaitliski vienādi ar magnētiskās indukcijas amplitūdām.

5.1.2. PW vatmetram aktīvās jaudas mērīšanai un turpmākai īpatnējo magnētisko zudumu noteikšanai mērījumu robežai jābūt no 0,75 līdz 30 W, nominālās jaudas koeficientam ne vairāk kā 0,1 pie frekvences 50 Hz un 0,2 pie augstākas frekvences; precizitātes klase ne mazāka par 0,5 pie remagnetizācijas frekvences no 50 līdz 400 Hz vai ne mazāka par 2,5 - ar frekvenci, kas lielāka par 400 Hz saskaņā ar GOST 8476.

Vatmetram ir atļauts izmantot sprieguma dalītāju, lai iegūtu rādījumus, kas skaitliski ir vienādi ar specifisko magnētisko zudumu vērtībām. Sprieguma dalītāja izeja jāpievieno vatmetra paralēlajai ķēdei, ieeja - T2 parauga tinumam II.

5.1.3. Ampermetram PA magnetizējošās strāvas efektīvās vērtības mērīšanai un sekojošai magnētiskā lauka intensitātes efektīvās vērtības noteikšanai jābūt mērīšanas robežai no 0,1 līdz 5,0 A, precizitātes klasei vismaz 0,5 saskaņā ar GOST 8711. Uzraugot vatmetra strāvas ķēdes slodzi, ir atļauts palielināt mazāko mērījumu robežu līdz 1,0 A. Maksimālā jauda, ko patērē ampērmetrs, mērot ar paraugiem no loksnēm, kuru platums ir lielāks par 250 mm, nedrīkst pārsniegt 1,0 V A; citiem paraugiem - ne vairāk kā 0,2 V - A

5.1.4. Frekvences skaitītājs PF frekvences mērīšanai ar kļūdu, kas nepārsniedz ±0,2%.

5.1.5. Barošanas avotam C parauga magnetizācijai jābūt zemfrekvences ģeneratoram ar jaudas pastiprinātāju vai sprieguma regulatoram ar 50 Hz frekvences stabilizatoru. Noslogotā strāvas avota sprieguma nesinusoiditātes koeficients nedrīkst pārsniegt 5% saskaņā ar GOST 13109. Avota nominālajai jaudai pie magnetizācijas maiņas frekvences 50 Hz jābūt vismaz 0,45 kVA uz 1,0 kg parauga svara un vismaz 0,3 kV-A vērtībām, kas norādītas 1. tabulā.

1. tabula

		Remagnetizācijas frekvence, kHz				Parauga svars, kg
		LĪDZ 1.0 IESKAITOT.

5.1.6 Voltmetri PV1 un PV2, vatmetra PW sprieguma ķēde un pastiprinātāja atgriezeniskā saite nedrīkst patērēt vairāk kā 25% no izmērītās vērtības.

5.1.7. Spolei 77 magnētiskās plūsmas kompensēšanai ārpus parauga tinuma I apgriezienu skaitam jābūt ne vairāk kā piecdesmit, pretestībai - ne vairāk kā 0,05 omi, tinuma II pretestībai - ne vairāk kā 3 omi. Tinumi tiek uzlikti uz cilindriska rāmja, kas izgatavots no nemagnētiska izolācijas materiāla ar garumu no 25 līdz 35 mm un diametru no 40 līdz 60 mm. Spoles asij jābūt perpendikulārai parauga spēka līniju plaknei, kad tā ir piestiprināta pie Epšteina aparāta. Relatīvā starpība starp T1 spoles un Epšteina aparāta savstarpējās induktivitātes koeficientiem bez parauga nedrīkst pārsniegt ±5%.

Ir atļauts izslēgt no ķēdes spoli T1 (sk. 1. attēlu) ar magnētisko plūsmu ārpus parauga, kas nepārsniedz 0,2% no izmērītās.

5.1.8. Gredzena parauga T2 magnetizējošajiem I un II mērīšanas tinumiem jāatbilst GOST 8.377 prasībām.

5.1.9. Epšteina aparātam, ko izmanto no sloksnēm veidotu paraugu testēšanai, T2 jābūt četrām spolēm uz nemagnētiska izolācijas materiāla rāmjiem ar šādiem izmēriem:

iekšējais loga platums - (32,0±0,5) mm;

augstums - no 10 līdz 15 mm;

rāmja sienas biezums - no 1,5 līdz 2,0 mm;

spoles sekcijas garums ar tinumu nav mazāks par 190 mm;

spoles garums - (220±1) mm.

Apgriezienu skaits aparāta tinumos tiek izvēlēts saskaņā ar 2. tabulu.

2. tabula

5.1.10. Lokšņu iekārtai, ko izmanto paraugu T2 testēšanai, jābūt solenoīdam un diviem jūgiem. Jūgu konstrukcijai jānodrošina saskares virsmu paralēlisms un mehāniskā stingrība, kas izslēdz ietekmi uz parauga magnētiskajām īpašībām. Elektrotērauda jūgu stabu platumam jābūt vismaz 25 mm, precizitātes sakausējumiem - 20 mm. Magnētiskie zudumi jūgos nedrīkst pārsniegt 5% no izmērītajiem; magnētiskās plūsmas amplitūdu relatīvā atšķirība jūgos nedrīkst pārsniegt ±15%.

Ir atļauts izmantot ierīces ar atvērtiem jūgiem, lai izmērītu relatīvās izmaiņas īpatnējos magnētiskajos zudumos, piemēram, novērtējot atlikušo spriegumu saskaņā ar GOST 21427.1.

Solenoīdam jābūt ar rāmi, kas izgatavots no nemagnētiska izolācijas materiāla, uz kura vispirms tiek uzlikts mērīšanas tinums II, pēc tam ar vienu vai vairākiem vadiem tiek uzlikts magnetizējošs tinums I. Katrs vads ir vienmērīgi ieklāts vienā kārtā.

Relatīvā maksimālā atšķirība starp magnētiskās indukcijas amplitūdām parauga laukumā solenoīda iekšpusē nedrīkst pārsniegt ±5%.

6 Sagatavošanās mērījumiem

6.1. Paraugi no sloksnēm, loksnēm vai gredzenveida formām ir savienoti, kā parādīts 1. attēlā.

6.2. Paraugus no sloksnēm vai loksnēm ievieto aparātā. Paraugus no sloksnēm ievieto Epšteina aparātā, kā parādīts 2. attēlā.

Aparātā ir atļauts fiksēt lentes un loksnes, radot spiedienu ne vairāk kā 1 kPa perpendikulāri parauga virsmai ārpus magnetizēšanas spolēm.

6.3. Aprēķiniet paraugu šķērsgriezuma laukumu S, m 2:

6.3.1. Šķērsgriezuma laukumu 5, m 2 materiāla gredzenveida paraugiem, kuru biezums ir vismaz 0,2 mm, aprēķina pēc formulas.

2. attēls - parauga sloksņu ieklāšanas shēma

O)

kur m ir parauga masa, kg;

D, d - gredzena ārējais un iekšējais diametrs, m; y ir materiāla blīvums, kg / m 3.

Materiāla blīvumu y, kg / m 3, izvēlas saskaņā ar GOST 21427.2 1. pielikumu vai aprēķina pēc formulas.

y \u003d 7865 - 65 (tf Si + 1,7A ^\u003e,

kur K S i un Ad) - silīcija un alumīnija masas daļas,%.

6.3.2. Šķērsgriezuma laukumu S, m 2 materiāla gredzenveida paraugiem, kuru biezums ir mazāks par 0,2 mm, aprēķina pēc formulas

uz y (D + d) (1 + C t

(3)

kur C y \u003d y ir izolācijas pārklājuma blīvuma attiecība pret parauga materiāla blīvumu, kur y p ir izolācijas blīvums, kas ņemts vienāds ar 1,6 10 3 kg / m 3 neorganiskajam pārklājumam un

1,1 ■ 10 3 kg / m 3 - bioloģiskajai;

K, - aizpildījuma koeficients, kas noteikts saskaņā ar GOST 21427.1.

6.3.3. Šķērsgriezuma laukumu S, m 2 paraugiem, kas sastāv no Epšteina aparāta sloksnēm, aprēķina pēc formulas

(4)

kur ^ - sloksnes garums, m.

6.3.4. Loksnes parauga S šķērsgriezuma laukumu m 2 aprēķina pēc formulas

(5)

kur 1 L ir lapas garums, m.

6.4. Paraugu masas noteikšanas kļūda nedrīkst pārsniegt ±0,2%, gredzena ārējais un iekšējais diametrs - ±0,5%, sloksņu garums - ±0,2%.

6.5. Mērījumus pie magnētiskās indukcijas amplitūdas vērtības, kas mazāka par 1,0 T, veic pēc paraugu demagnetizācijas laukā ar frekvenci 50 Hz.

Iestatiet spriegumu, kas atbilst magnētiskās indukcijas amplitūdai vismaz 1,6 T anizotropam tēraudam un 1,3 T izotropam tēraudam, pēc tam pakāpeniski samaziniet to.

Demagnetizācijas laikam jābūt vismaz 40 s.

Mērot magnētisko indukciju laukā, kura stiprums ir mazāks par 1,0 A/m, paraugus pēc atmagnetizācijas glabā 24 stundas; mērot indukciju laukā, kura stiprums ir lielāks par

1,0 A/m ekspozīcijas laiku var samazināt līdz 10 min.

Ekspozīcijas laiku ir atļauts samazināt ar relatīvu atšķirību indukcijas vērtībās, kas iegūtas pēc normālas un samazinātas iedarbības, ± 2% robežās.

6.6. Izmērīto magnētisko lielumu vērtību augšējām robežām gredzenveida paraugiem, kas sastāv no sloksnēm, jāatbilst magnētiskā lauka intensitātes amplitūdai, kas nav lielāka par 5 10 3 A/m pie magnetizācijas maiņas frekvences. no 50 līdz 60 Hz un ne vairāk kā 1 10 3 A/m - augstākās frekvencēs; apakšējās robežas - magnētiskās indukcijas amplitūdu mazākās vērtības, kas norādītas 3. tabulā.

3. tabula

Lokšņu paraugu magnētiskās indukcijas amplitūdas mazākajai vērtībai jābūt vienādai ar 1,0 T.

6.7. PV1 voltmetram, kas kalibrēts vidējās rektificētajās vērtībās, spriegums

V B, kas atbilst dotajai magnētiskās indukcijas amplitūdai B ^, Tl un magnetizācijas apvērsuma frekvencei /, Hz, aprēķina pēc formulas

U cp = 4fSW 2 B x (\-%, (6)

kur S ir parauga šķērsgriezuma laukums, m 2 ;

W 2 - II parauga tinuma apgriezienu skaits;

g 2 - tinuma II parauga T2 un spoles kopējā pretestība 77, Ohm; g e - ierīču un ierīču, kas savienotas ar parauga T2 tinumu II, ekvivalentā pretestība, omi, aprēķināta pēc formulas

(7)

kur g p g p, gzg, g A ir voltmetru PV1, PV2 aktīvās pretestības, vatmetra PW sprieguma ķēde un jaudas pastiprinātāja sprieguma atgriezeniskās saites ķēde attiecīgi Ohm.

Vērtība - formulā (6) tiek ignorēta, ja tās vērtība nepārsniedz 0,002.

6.8 Voltmetram PV1, kas kalibrēts efektīvā sprieguma vērtībās ar tālās formas sinusu, vērtības U, V vērtību aprēķina pēc formulas

U=4,44fSJV 2 B max (l-^).

6.9. Ja nav spoles T1, aprēķiniet korekciju AU, V, ko rada ārpus parauga esošā magnētiskā plūsma, pēc formulas

A U = 4/U", ^ Mo (^ -S)f-U> (9)

kur ir parauga T2 tinumu apgriezienu skaits,

Bet - 4. 10 -7 - magnētiskā konstante, H/m;

S 0 - parauga mērīšanas tinuma šķērsgriezuma laukums, m 2;

S ir parauga šķērsgriezuma laukums, kas noteikts, kā norādīts 6.3. punktā, m 2 ;

1 C p - magnētiskā lauka līnijas vidējais garums, m.

Gredzenveida paraugiem magnētiskā lauka līnijas vidējo garumu / sr, m aprēķina pēc formulas

l cp = y(D + d). 0°)

Standarta testos sloksņu paraugam vidējais garums l^, m tiek pieņemts vienāds ar 0,94 m. Ja nepieciešams uzlabot magnētisko lielumu noteikšanas precizitāti, vērtības / cp ir atļauts izvēlēties no tabulas 4.

4. tabula

Loksnes paraugam magnētiskā lauka līnijas vidējo garumu / cf, m nosaka pēc iekārtas metroloģiskās sertifikācijas rezultātiem;

/ max - strāvas amplitūda, A; aprēķina atkarībā no sprieguma krituma amplitūdas U R p ^, V uz rezistora ar pretestību R, Ohm, kas iekļauts magnetizācijas ķēdē, pēc formulas

(P)

vai saskaņā ar vidējo rektificēto EMF vērtību t / cpM, V, kas inducēts spoles 77 tinumā II ar tinumu I, kas iekļauts magnetizācijas ķēdē, saskaņā ar formulu

Es un sal. s (12)

kur M ir spoles savstarpējā induktivitāte, H; ne vairāk kā 1 10 -2 H;

/ - remagnetizācijas frekvence, Hz.

6.10. Nosakot īpatnējos magnētiskos zudumus Epšteina aparātā, jāņem vērā magnētiskās ķēdes stūru daļu magnetizācijas neviendabīgums, ieviešot parauga efektīvo masu m un kg, ko paraugiem no sloksnēm aprēķina formula

4

(13)

kur m ir parauga masa, kg;

^ - sloksnes garums, m.

Gredzenveida paraugiem pieņem, ka faktiskā masa ir vienāda ar parauga masu.

Loksnes parauga efektīvo masu nosaka iekārtas metroloģiskās sertifikācijas rezultāti.

7 Mērīšanas procedūra

7.1. Īpatnējo magnētisko zudumu noteikšana balstās uz aktīvās jaudas mērījumu, ko patērē parauga magnetizācijas maiņa un ko patērē ierīces PV1, PV2, PW un pastiprinātāja atgriezeniskās saites ķēde. Pārbaudot loksnes paraugu, tiek ņemti vērā zudumi jūgos. Aktīvo jaudu netieši nosaka spriegums uz parauga T2 tinuma II.

7.1.1 Uzstādīšanas laikā (sk. 1. attēlu) tiek aizvērti taustiņi S2, S3, S4 un atvērta atslēga S1.

7.1.2. Iestatiet spriegumu £ / sr, U vai (U ^ + DU), V atbilstoši PV1 voltmetram; remagnetizācijas frekvence /, Hz; pārbaudiet ampērmetru PA, vai vatmetra PW nav pārslogots; aizveriet atslēgu S1 un atveriet atslēgu S2.

7.1.3 Ja nepieciešams, regulējiet voltmetra PV1 rādījumu ar strāvas avotu, lai iestatītu norādīto sprieguma vērtību un izmērītu sprieguma efektīvo vērtību U x, V, ar voltmetru PV2 un jaudu P n, W, ar vatmetru. PW.

7.1.4. Iestatiet spriegumu, kas atbilst lielākajai magnētiskās indukcijas amplitūdas vērtībai, un atkārtojiet darbības, kas norādītas 7.1.2., 7.1.3.

7.2. Magnētiskā lauka intensitātes efektīvās vērtības noteikšana balstās uz magnetizējošās strāvas mērījumu.

7.2.1 Uzstādīšanas laikā (sk. 1. attēlu) slēdži S2, S4 ir aizvērti un slēdži S1, S3 ir atvērti.

7.2.2. Iestatiet spriegumu U cp vai U, V, remagnetizācijas frekvenci /, Hz un, izmantojot ampērmetru RA, nosakiet magnetizējošās strāvas /, A vērtības.

7.2.3 Iestatiet spriegumu uz augstāku vērtību un atkārtojiet darbības, kas norādītas sadaļā

8 Mērījumu rezultātu apstrādes noteikumi

8.1. Sprieguma līknes formas koeficientu parauga tinumam II aprēķina pēc formulas

shche U x - efektīvā sprieguma vērtība, V;

U c p - spriegums, ko aprēķina pēc formulas (6), V.

8.2. Īpatnējos magnētiskos zudumus P^, W/kg paraugam no sloksnēm vai gredzenveida formas aprēķina pēc formulas

kur m x ir parauga faktiskā masa, kg;

R m - jaudas vidējā vērtība, W;

U\ - efektīvā sprieguma vērtība, V;

W x , W 2 - parauga tinumu apgriezienu skaits 72; g b g e - skatīt 6.7.

Vērtības -y- un ^ netiek ņemtas vērā, ja attiecība ~ nepārsniedz 0,2% no -f R m, un

attiecība - nepārsniedz 0,002.

Kļūda, nosakot pretestību g e, nedrīkst pārsniegt ± 1%. Sprieguma U x vietā ir atļauts aizstāt vērtību, kas vienāda ar 1,11 f / cp pie = 1,11 ± 0,02.

8.3. Lai izslēgtu magnētiskās plūsmas līknes formas izkropļojumu ietekmi uz magnētisko zudumu mērīšanas rezultātu, tiek veikta korekcija, pamatojoties uz to, ka magnētiskie zudumi ir vienādi ar histerēzes un virpuļstrāvu zudumu summu, pirmā vērtība ir neatkarīga no magnētiskās plūsmas līknes formas kropļojumiem, bet otrā ir proporcionāla parauga II tinuma sprieguma līknes formas koeficienta kvadrātam.

8.3.1. Ja sprieguma līknes formas koeficienta Af vērtība atšķiras no 1,11 par vairāk nekā ±1%, īpatnējos magnētiskos zudumus magnētiskās plūsmas līknes sinusoidālajai formai P yjLC9 W/kg aprēķina pēc formulas.

^sp.s ^sp I 1 ^d)

UlJJ'

kur Rud - specifiskie magnētiskie zudumi, W / kg;

a,. - histerēzes īpatnējo magnētisko zudumu attiecība pret specifiskajiem magnētiskajiem zudumiem.

8.3.2. Sprieguma līknes formas koeficientam jābūt diapazonā no 1,08-1,16, mērot specifiskos magnētiskos zudumus, un 1,09-1,13, mērot magnētiskā lauka intensitātes efektīvo vērtību.

8.3.3. Vērtības 04. vērtība tiek izvēlēta no 5. tabulas.

5. tabula

Ir atļauta vērtība a, ko aprēķina no magnētiskajiem zudumiem, kas izmērīti pie divām sprieguma līknes formas faktora vērtībām un magnētiskās indukcijas un frekvences amplitūdas nemainīgajām vērtībām saskaņā ar formulu

(Ld ~ La)" ^ \

(*V^i)L,.'

kur P u 1 un P u 1 ir magnētiskie zudumi, kas atbilst A f1 un K^ r, kas noteikti, kā norādīts 8.1. punktā, W; Aph = 1,11 ± 0,05.

Magnētiskos zudumus P m2, W mēra, kā norādīts 7.1.1 - 7.1.4, kad magnetizācijas ķēdē ir iekļauts rezistors, kuram starpībai (Af 2 - A^) jābūt lielākai par 2%.

8.3.4. Ja remagnetizācijas frekvence /, Hz, atšķiras no nominālās / nom, Hz, aprēķina korekciju magnētiskajiem zudumiem D P f , W pēc formulas

N fw "i f D Pf-- f

Korekcija D Pf tiek ieviesta ar frekvenci f mtt = 50 Hz un attiecību

diapazonā no ±0,5 līdz ±2,0%.

8.4. Īpatnējos magnētiskos zudumus Р ud, W / kg loksnes paraugā aprēķina pēc formulas

kur t b W x , W b g 2 , g e, R un un U x — skatīt formulu (15);

Р i - magnētiskie zudumi jūgā, W, ar magnētiskās plūsmas amplitūdu Ф i, Wb, kas aprēķināti pēc formulas

Fya - 2 ‘Rtah ■ S>

kur ir magnētiskās indukcijas amplitūda, T;

S ir parauga šķērsgriezuma laukums, m 2 .

Magnētiskās plūsmas līknes sinusoidālajai formai īpatnējos magnētiskos zudumus Р^, W/kg aprēķina, izmantojot formulu (16).

8.5. Magnētiskā lauka intensitātes H, A / m efektīvo vērtību aprēķina pēc formulas
Izh!I % (21 >

kur / cp - magnētiskā lauka līnijas garums, kas noteikts, kā norādīts 5.9. punktā, m;

/ - magnetizējošā strāva, A; fVj ir parauga tinuma I apgriezienu skaits.

8.6. Kļūda, mērot paraugu īpatnējo magnētisko zudumu no sloksnēm un gredzenveida formām, nedrīkst pārsniegt ± 2,5% pie magnetizācijas maiņas frekvences no 50 līdz 400 Hz un ± 5% pie frekvences, kas pārsniedz 400 Hz; lokšņu paraugi - ±3%.

8.7. Magnētiskā lauka intensitātes efektīvās vērtības mērījumu kļūda nedrīkst pārsniegt ±5%.

UDC 669.14.001.4:006.354 MKS 77.040.20 V39 OKSTU 0909

Atslēgas vārdi: elektrotērauds, mērīšanas metode, specifiskie magnētiskie zudumi, magnētiskais lauks, vatmetra un ampērmetra metode, paraugi, iekārtas, rezultātu apstrāde, mērījumu kļūda

Redaktors G.S.Šeko Tehniskais redaktors L.A.Kuzņecova Korektors A/. S. Kabašova E. N. Martemjanovas datorizkārtojums

Ed. personām. Nr.021007 ar 10.08.95. Komplektā nodots 25.12.98. Parakstīts publicēšanai 1999. gada 1. februārī. Uel. krāsns l. 1.40. Uch.-red. l. 1.07.

Tirāža 299 eks. C1827. Zaks. 64.

IPK standartu izdevniecība, 107076, Maskava, Kolodezny per., 14.

Ierakstīts izdevniecībā datorā

IPK Standartu izdevniecības filiāle - tips. “Maskavas printeris”, Maskava, Lyalin per., 6.

Magnētisko materiālu magnetizācijas maiņas procesu mainīgā magnētiskajā laukā pavada noteiktas magnētiskā lauka enerģijas daļas pārvēršanās siltumā, kas ārēji izpaužas magnētiskā materiāla uzkarsēšanā. Šo enerģiju laika vienībā sauc magnētiskie zudumi. To parasti raksturo specifiskie magnētiskie zudumi p sp, W / kg vai magnētiskā zuduma leņķa tgδ m tangenss.

No zaudējumu rašanās mehānisma viedokļa izšķir divus galvenos magnētisko zudumu veidus - histerēzes zudumus un virpuļstrāvas zudumus.

Histerēzes zudums ir saistīti ar magnētiskās histerēzes fenomenu un ar neatgriezeniskām domēna sienu pārvietošanām. Histerēzes zudums ir proporcionāls histerēzes cilpas laukumam. Tā kā histerēzes cikls un ar to saistītie zudumi atkārtojas katrā periodā, histerēzes zudums ir proporcionāls mainīgā magnētiskā lauka frekvencei.

Virpuļstrāvas zudums tiek saukti elektriskās strāvas, ko magnētiskā plūsma inducē magnētiskajā materiālā. Tie ir proporcionāli magnētiskā lauka frekvences kvadrātam, un tāpēc augstās frekvencēs ir ierobežojošais faktors magnētisko materiālu izmantošanā.

Ļoti vājos magnētiskos laukos un, kā likums, magnētiski mīkstos materiālos, izšķir vēl vienu magnētisko zudumu mehānismu - papildu zaudējumi uz magnētisko pēcefektu (magnētisko viskozitāti). Šī mehānisma fiziskā būtība joprojām nav pietiekami skaidra.

Lai strādātu mainīgos magnētiskos laukos, tiek izmantoti materiāli, kuriem ir ļoti šaura histerēzes cilpa, t.i. ļoti mazs piespiedu spēks. Piemēram, tāda materiāla kā supermalloy piespiedu spēks ir 0,2 A/m. Turklāt tiek veikti dažādi pasākumi, lai samazinātu virpuļstrāvas. Šo pasākumu vispārējais mērķis ir palielināt magnētisko materiālu elektrisko pretestību. Piemēram, elektrotēraudos elektriskās pretestības pieaugumu panāk, pievienojot silīciju koncentrācijā līdz 5%. Šie materiāli ir izgatavoti plānu lokšņu veidā, kuru virsma ir elektriski izolēta. Pulverveida magnētiskos materiālos paša magnētiskā materiāla daļiņas ir pārklātas ar piemērotu elektriski izolējošu materiālu. No šī viedokļa visizdevīgākie ir ferimagnētiskie materiāli (ferīti), kurus pēc pretestības vērtības var klasificēt kā pusvadītājus un pat dielektriķus.

Mīkstos magnētiskos materiālus raksturo spēja viegli magnetizēt un demagnetizēt. Tiem ir šaura histerēzes cilpa, zems piespiedu spēks, augstas sākotnējās un maksimālās magnētiskās caurlaidības vērtības, augsta piesātinājuma magnētiskā indukcija un zemi specifiskie magnētiskie zudumi.

Komerciāli tīra dzelzs, kā arī lokšņu elektrotēraudu ar dažādu silīcija saturu īpašības un apjoms

Par tehniski tīru dzelzi uzskata dzelzi, kas satur mazāk par 0,1% oglekļa un ļoti nelielu daudzumu citu piemaisījumu.

Atkarībā no tīra dzelzs ražošanas metodes, ir elektrolītiskais dzelzs un karbonilgrupa.

Elektrolītisko dzelzi izmanto nemainīgos laukos, kad nepieciešama augsta piesātinājuma indukcija.

Karbonildzelzs galvenokārt tiek izmantots pulvera veidā serdeņu ražošanai augstfrekvences elektrotehnikā.

Lokšņu elektrotērauds ir izgatavots no silīcija tēraudiem, kuru oglekļa saturs ir mazāks par 0,05%, un silīcija no 0,7 līdz 4,8%.

Saskaņā ar velmēšanas metodi elektriskos lokšņu tēraudus iedala parastajos (karsti velmētajos), kuriem ir izotropas īpašības, un teksturētos (auksti velmētos), kuriem ir magnētiska tekstūra, kā rezultātā tie ir anizotropi.

Sakausējumu ar augstu sākotnējo magnētisko caurlaidību (permalojus), ar nemainīgu magnētisko caurlaidību (perminvars) un ar augstu piesātinājuma magnētisko indukciju (permendura) īpašības un apjoms

Materiāli ar augstu sākotnējo caurlaidību ietver dzelzs un niķeļa sakausējumu grupu ar niķeļa saturu no 35 līdz 80%, kas pazīstami kā permalojs. Kopā ar pilnīgi tīru dzelzi šie ir visizteiktākie magnētiski mīkstie materiāli kopumā. Sakausējums supermalloy ar aptuveno sastāvu 79% Ni, 15% Fe, 5% Mo, 0,5% Mn, maksimālā relatīvā caurlaidība ir līdz 2 10 6 ar nelielu piespiedu spēku H ar\u003d 0,2 A / m.

Permalloy tipa sakausējumu trūkumi ir to salīdzinoši augstās izmaksas (tie satur maz metālu), nepieciešamība pēc sarežģītas termiskās apstrādes un īpašību lielā atkarība no mehāniskās slodzes.

Materiāli ar nemainīgu magnētisko caurlaidību izceļas ar šauru histerēzes cilpu. Vispazīstamākais materiāls ar pastāvīgu magnētisko caurlaidību ir perminvar(sastāvs: 45% Ni, 29,4% Fe, 25% Co un 0,6% Mn). Sakausējums tiek atkvēlināts 1000 ° C temperatūrā, pēc tam tas tiek turēts 400–500 ° C temperatūrā un lēnām atdzesēts. Perminvaram ir mazs piespiedu spēks, perminvara sākotnējā magnētiskā caurlaidība ir 300 un paliek nemainīga lauka intensitātes diapazonā līdz 250 A/m pie indukcijas 0,1 T. Perminvar nav pietiekami magnētiski stabils, jutīgs pret temperatūru un mehāniskiem spriegumiem. Apmierinošāku magnētiskās caurlaidības stabilitāti izceļ sakausējums, ko sauc izoperms, kas ietver dzelzi, niķeli un alumīniju vai varu. Isoperm magnētiskā caurlaidība ir 30-80, kas maz mainās laukā ar stiprumu līdz vairākiem simtiem ampēru uz metru.

Augstāko magnētiskā piesātinājuma indukciju, kā arī silīcija elektrotēraudu ar zemu silīcija saturu raksturo šāda veida materiāli permendur pamatā dzelzs-kobalta sakausējumi, kam ir īpaši augsta piesātinājuma indukcija, līdz 2,4 T, t.i. lielāks nekā visiem zināmajiem feromagnētiem. Šādu sakausējumu elektriskā pretestība ir zema . Tie ir dzelzs sakausējumi ar kobaltu ar kobalta saturu no 49 līdz 70%, leģēti ar vanādiju (2%).

Permenduries var piemērot sakarā ar to augstas izmaksas tikai specializētās iekārtās, jo īpaši dinamiskajos skaļruņos, osciloskopos, telefona membrānās utt.

Sakausējumu ar īpašām īpašībām īpašības un apjoms (temperatūras kompensācijas sakausējumi, sakausējumi pastāvīgo magnētu ražošanai uz metālu bāzes)

Tiek izmantoti materiāli ar lielu magnētiskās caurlaidības atkarību no temperatūras temperatūras kompensācija (termiskā kompensācija) magnētiskās ķēdes. Tie ietver termomagnētiskos sakausējumus, kuru pamatā ir Ni-Cu, Fe-Ni vai Fe-Ni-Cr. Šos sakausējumus izmanto, lai kompensētu temperatūras kļūdu instalācijās, ko izraisa pastāvīgo magnētu indukcijas izmaiņas vai vadu pretestības izmaiņas magnetoelektriskajās ierīcēs, salīdzinot ar vērtību, pie kuras tika veikta kalibrēšana. Lai iegūtu izteiktu magnētiskās caurlaidības atkarību no temperatūras, tiek izmantota feromagnētu īpašība samazināt indukciju, palielinoties temperatūrai Kirī punkta tuvumā. Šiem feromagnētiem Kirī punkts ir no 0 līdz 100 °C atkarībā no leģējošu elementu pievienošanas. Ni-Cu sakausējums ar 30% Cu saturu var kompensēt temperatūras kļūdas temperatūras robežās no -20 līdz +80 0 С (48. att.), bet ar 40% Cu - no -50 līdz +10 °С.

-40 0 40 80 120 16О С

48. attēls - Atkarība no temperatūras termomagnētiskā sakausējuma indukcija magnētiskajā laukā 8 kA/m

Fe-Ni-Co sakausējumi (kompensatori) saņēma vislielāko tehnisko pielietojumu. To priekšrocības ir: pilnīga īpašību atgriezeniskums temperatūras diapazonā no -70 līdz +70 °C, augsta parauga raksturlielumu reproducējamība un laba apstrādājamība.

No tiem tiek izgatavoti magnētiskie šunti, ar kuru palīdzību tiek panākta ķēžu ar pastāvīgo magnētu magnētisko īpašību temperatūras stabilitāte. Paaugstinoties temperatūrai, magnētiskā plūsma pastāvīgā magnēta darba spraugā samazinās. Šīs izmaiņas kompensē magnētiskā šunta magnētiskās pretestības palielināšanās.

Zināmi termiskās kompensācijas sakausējumi ir permalkausējums ar niķeļa saturu 30%, kurā Kirī punkta temperatūru kontrolē nelielas niķeļa satura izmaiņas, kā arī dzelzs sakausējums ar niķeli (30%) un molibdēnu (2%).

Pastāvīgo magnētu ražošanai tiek izmantoti cietie magnētiskie materiāli, kas izceļas ar augstām īpatnējās magnētiskās enerģijas vērtībām, un līdz ar to energoprodukts (VN) maks. Viņiem mēdz būt augstas piespiedu spēka un atlikušās indukcijas vērtības. No konstrukcijas viedokļa tiem raksturīgi iekšējie spriegumi un liels skaits dažādu defektu, kas kavē domēna sienu kustību. Vairākos gadījumos materiālos tiek apzināti izveidoti viena domēna reģioni, kurus var atkārtoti magnetizēt, tikai mainot magnetizācijas virzienu, kas prasa ievērojamu enerģiju. Tāpēc šādiem materiāliem ir liels piespiedu spēks.

Vecākie pastāvīgo magnētu materiāli ir martensīta tēraudi. Pašlaik tiek izmantoti tikai leģēti martensīta tēraudi, kuriem ir nosaukumi saskaņā ar leģējošās piedevas nosaukumu: hroms(līdz 3% Cr), volframs(līdz 8% W) un kobalts(līdz 15% Co). Pašlaik no martensīta tēraudiem izgatavoto magnētu īpatsvars ir mazāks par 10%.

Lielākais skaits pastāvīgo magnētu ir izgatavoti no sakausējumiem, piemēram, Al-Ni un Al-Ni-Co.

Al-Ni tipa sakausējumi (alni) ir dzelzs sakausējumi ar niķeli (20-30%) un alumīniju (11-13%). Tie ir ļoti cieti un trausli, tāpēc no tiem liešanas vai pulvermetalurģijas ceļā izgatavo pastāvīgos magnētus. Viņiem ir anizotropas īpašības. Sakausējumi tiek leģēti ar varu, kas nodrošina labāku īpašību atkārtojamību un atvieglo apstrādi. Titānu izmanto arī kā leģējošu elementu. Piespiedu spēks H c sakausējumi sasniedz 50 kA/m, un (HV) maks sasniedz 12 kJ/m 3 .

Al-Ni-Co sakausējumi (Alnico) ir dzelzs sakausējumi ar niķeli (12-26%), kobaltu (2-40%) un alumīniju (6-13%), kam pievienots varš (2-8%), titāns (0-9%) un niobijs ( 0-3%), lai uzlabotu īpašības. Ja Co saturs ir līdz 15%, tie ir izotropi; ar lielāku kobalta saturu tie tiek pakļauti termomagnētiskai apstrādei un ir anizotropi. Izotropiem sakausējumiem ir (BH) maks līdz 16 kJ/m 3, anizotropie sakausējumi - līdz 44 kJ/m 3. Sakausējumiem ar orientētu kristalizāciju gaidāmās magnetizācijas virzienā ir (BH) maks līdz 83 kJ / m 3. Alnico tipa sakausējumi ir vairākas reizes dārgāki nekā alni tipa sakausējumi.

Ir liela nozīme un cietie magnētiskie sakausējumi no Fe-Co-Mo, Fe-Co-V, Cu-Ni-Fe (anizotropa), Cu-Ni-Co, Ag-Mn-Al utt.