Метод и установка оперативного контроля магнитных свойств материалов деталей электрических аппаратов
![Диссертация: Метод и установка оперативного контроля магнитных свойств материалов деталей электрических аппаратов](https://westud.ru/work/5313089/cover.png)
Диссертация
Актуальность поставленной задачи по созданию метода контроля магнитных свойств изделий из магнитных материалов обоснована потребностями производства электрических аппаратов и других электротехнических изделий и подтверждается значительным количеством поисковых теоретических работ и практических разработок как в России, так и за рубежом. Однако существующие методы не позволяют определять… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ
- 1. 1. Классификация и обзор методов контроля
- 1. 2. Наиболее перспективные методы контроля магнитных свойств МММ
- 1. 3. Стандарты испытаний МММ
- 1. 3. 1. Стандарты МЭК
- 1. 3. 2. Стандарты ГОСТ Р
- 1. 4. Современные магнитоизмерительные комплексы для контроля магнитных свойств МММ
- 2. МЕТОДИКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Метод расчета параметров электромагнитного поля
- 2. 3. Метод решения оптимизационной задачи
- 2. 4. Программный комплекс PULSE, реализующий алгоритм метода
- 2. 4. 1. Основные программные расчетные модули
- 2. 4. 2. Режимы работы программного комплекса PULSE
- 2. 5. Программный комплекс JUMP при решении прямой задачи
- 2. 5. 1. Структура комплекса JUMP
- 2. 5. 2. Интеграция программы NONLP и программного комплекса JUMP
- 3. 1. Решение прямой и обратной модельных задач
- 3. 1. 1. Модель магнитной системы «Цилиндр-соленоид»
- 3. 1. 2. Модель магнитной системы «Призма-соленоид»
- 3. 1. 3. Модель магнитной системы «Два цилиндра-соленоид»
- 3. 2. Расчет и анализ СМХ при введении погрешностей случайного характера в сигнал
- 3. 2. 1. Модель «Цилиндр-соленоид»
- 3. 2. 2. Модель «Призма-соленоид»
- 3. 2. 3. Модель «Два цилиндра-соленоид»
- 4. 1. Состав установки для контроля магнитных свойств МММ
- 4. 1. 1. Установка импульсного намагничивания (УИН)
- 4. 1. 2. Нагрузка УИН. Выбор контролируемых образцов
- 4. 2. Первичные измерительные преобразователи установки контроля
- 4. 2. 1. Расчет и характеристики датчиков ЭМП в установке контроля
- 4. 2. 2. Расчет и характеристики датчика для контроля тока в УИН
- 4. 3. Разработка контрольно-измерительной части разрабатываемой системы контроля
- 4. 3. 1. Плата ввода-вывода АЦП DAQCARD-700 для снятия сигналов с датчиков
- 4. 3. 2. Программа PULSE-LV для работы с измеряемыми сигналами
- 5. 1. Подготовка УИН для проведения экспериментов в ИМП
- 5. 1. 1. Оценка погрешности измерений тока для проведения испытаний образцов
- 5. 1. 2. Подготовка оборудования для проведения экспериментов
- 5. 2. Испытания образцов из МММ в импульсном магнитном поле
- 5. 3. Обработка и анализ результатов эксперимента
- 5. 4. Внедрение метода и установки контроля магнитных свойств деталей МММ на производстве
Список литературы
- Нестерин В.А. Оборудование для импульсного намагничивания и контроля постоянных магнитов. -М.: Энергоатомиздат, 1986.- 88 е.: ил.
- Кифер И.И. Испытания ферромагнитных материалов. М.: Энергия, 1969. — 360 с.
- Курбатов П.А., Аринчин С. А. Численный расчет электромагнитных полей. М.: Энергоатомиздат, 1984. — 168с.
- Электрические и электронные аппараты: Учебник для вузов/Под ред. Ю. К. Розанова 2-е изд. — М.: Информэлектро, 2001. — 420 с.
- Хек К. Магнитные материалы и их техническое применение, — М.:Энергия, 1973.303 с.
- Постоянные магниты. Справочник. Под ред. Ю. М. Пятина.- М.: Энергия, 1980. -488 с.
- Мишин Д.Д. Магнитные материалы: учеб. пособие. М.: Высш. школа, 1981 -335 с.
- Справочник по электротехническим материалам/Под ред. Ю. В. Корицкого, В. В. Пасынкова, Б. М" Тареева. Т.З. — 3-е изд. — Л.: Энергоатомиздат, 1988. — 728 с.
- В. Г. Сергеев, А. Я. Шихин. Магнитоизмерительные приборы и установки. М.: Энергоатомиздгт, 1982. — 152 с.
- Вагнер Г. Основы исследования операций.- М.: Мир, 1972. т.1 335с., т.2 — 480с., т. З-501с.
- IEC Standard, IEC 60 404−1(2000−08). Magnetic materials. Parti: Classification/ IEC.-Geneva, 2000.
- IEC Standard, IEС 60 404−2(1996−03). Part 2: Methods of measurement of the magnetic properties of electrical steel sheet and strip by means of an Epstein frame/ IEC.- Geneva, 1996.
- IEC Standard, IEC 60 404−3(1992−03). Magnetic materials. Part 3: Methods of measurement of the magnetic properties of magnetic sheet and strip by means of a single sheet tester/ IEC.- Gensva, 1992.
- IEC Standard, IEC 60 404−4 (2000−11) Ed. 2.1 Consolidated Edition Magnetic materials -Part 4: Methods of measurement of d.c. magnetic properties of magnetically soft materials/ IEC.- Geneva, 2000.
- IEC Standard, ЩС 60 404−5(1993−10). Magnetic materials. Part 5: Permanent magnet (magnetically hard) materials Methods of measurement of magnetic properties/ IEC.-Geneva, 1993.
- IEC Standard, IEC 60 404−6(1986−10). Magnetic materials. Part 6: Methods of measurement of the magnetic properties of isotropic nickel-iron soft magnetic alloys, types El, E3 and Е4/ IEC.- Geneva, 1986.
- IEC Standard, IEC 60 404−7(1982−01). Magnetic materials. Part 7: Method of measurement of the coercivity of magnetic materials in an open magnetic circuit/ IEC.- Geneva, 1982.
- IEC Standard, IEC 60 404−8(1987−2001). Magnetic materials. Part 8: Specifications for individual materials / IEC.- Geneva, 2001.
- IEC Standard, IEC 60 404−9(1987−09). Magnetic materials. Part 9: Methods of determination of the geometrical characteristics of magnetic steel sheet and strip/ IEC.- Geneva, 1987.
- IEC Standard, IEC 60 404−10(1988−08). Magnetic materials. Part 10: Methods of measurement of magnetic properties of magnetic sheet and strip at medium frequencies/ IEC.-Geneva, 1988.
- IEC Standard, IEC 60 404−11 (1999−01) Ed. 1.1 Consolidated Edition. Magnetic materials- Part 11: Method of test for the determination of surface insulation resistance of magnetic sheet and strip/ IEC.- Geneva, 1999.
- ГОСТ 12 635–67. Материалы магнитомягкие высокочастотные. Методы испытаний в диапазоне частот от 10 кГц до 1 МГц. М.: Изд-во стандартов, 1967.-16 с.
- ГОСТ 12 637–67. Материалы магнитомягкие высокочастотные. Методы испытаний в диапазоне частот от 200 до 2000 МГц. М.: Изд-во стандартов, 1967.-21 с.
- ГОСТ 13 601–68. Материалы магнитотвердые литые. Методы определения статических магнитных характеристик образцов. М.: Изд-во стандартов, 1968.-17 с.
- ГОСТ 19 693–74. Материалы магнитные. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1974.-19 с.
- ГОСТ 20 906–75. Средства измерений магнитных величин. Термины и определения.- М.: Изд-во стандартов, 1975.-32 с.
- ГОСТ 8.337−80. Материалы магнитомягкие. Методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик. М.: Изд-во стандартов, 1986.-22 с.
- ГОСТ 12 119–80. Сталь электротехническая. Методы определения магнитных и электрических свойств. М.: Изд-во стандартов, 1980.-24 с.
- Dr. Е. Steingroever and Dr. Gunnar Ross. Magnetic Measuring Techniques. MAGNETPHYSIK, GmbH, 1998. 92 p.
- Шихин А.Я. Анализ намагничивающих систем и устройств для испытания электромагнитных материалов: 05.11.13 Приборы и аппараты контроля веществ, материалов и изделий. В 2-х т., T. l, Т.2., 1973.
- Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х кн. Под ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1976.
- Расчет намагничивания постоянных магнитов электродвигателя методом сопряжения конформных отображений. /Афанасьев, А. А., Нестерин В. А., Воробьев А. Н. //Электричество.-1993.-N 10.-С. 37−43.
- Автоматизированный контроль свойств высококоэрцитивных магнитов/Васильева В. Я., Дробиков Г. А., Нестерин В. А., Нестерина А.Д.//Инф. технол. в электротехн. и электроэнерг. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1998, — С. 14−16.
- Импульсный коэрцитиметр с улучшенными точностными параметрами. /Нестерин
- B. А., Тойдеряков А. А., Андреев В. Н.//Электротехняка.-1999.-К 10.-С. 44−46.
- Курбатов П.А. Разработка методов анализа и синтеза трехмерных фокусирующих систем с постоянными магнитами: Автореф. дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук: 01.04.13. -М., 1977.-20 с.
- Горбатенко Н.И. Методы и устройства измерения, контроля и прогнозирования магнитных свойств изделий из ферромагнитных материалов. Автореф. дисс. на соиск. ученой степени доктора техн. наук: 05.11.01. -Новочеркасск, 2001.-40 с.
- Панкин М.В. Устройства контроля и прогнозирования магнитных свойств для систем управления технологическим процессом производства постоянных магнитов. Автореф. дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук: -Новочеркасск, 1990.-20 с.
- Гречихин В.В. Устройства активного контроля магнитных характеристик для систем управления производством изделий из ферромагнитных материалов: Автореф. дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук: 05.13.05. -Новочеркасск, 2000. -18 с.
- A.c. 1 582 156 СССР, МКИ G01R 33/12. Измерительный комплекс/Н.И. Горбатенко, М. В. Панкин, А. Г. Милашенко, A.C. Фрумкина. Опубл. 1990, Бюл. № 28.
- A.c. 1 798 746 СССР, МКИ G01R 33/12/ Устройство для измерения характеристик магнитных материалов/ М. В. Ланкин, Н. И. Горбатенко, В. В. Гречихин, Д. Д Саввин. Опубл. 1993, Бюл. № 8.
- Контроль магнитных параметров полупостоянных магнитов. /Горбатенко Н. И., Гречихин В. В., Ланкин М. В., Саввин Д. Д.//Электротехника.-1997.-N 2.-С. 41−45.
- Комбинированный метод магнитных цепей и граничных элементов для определения магнитных характеристик материалов изделий. /Горбатенко Н. И., Гречихин В. В.//Изв. вузов. Электромех.-2000.-К 1.-С. 15−20.
- Устройство контроля параметров постоянных магнитов.: Заявка 1 688 212 810, МКИ 5 G 01 R 33/12 /Горбатенко, Н. И., Ланкин, М. В, Малашенко А. Г. Фрумкина А. С.- Новочерк. политехи, ин-т.- N 4 605 802/21- Заявл. 19 881 115. Опубл. 19 911 030 Бюл. # 40.-570
- Система управления регистрацией статических характеристик магнитотвердых материалов: Патент 2 130 634, МКИ 6 G 05 В 11/01, G 01 R 33/14 Ланкин М. В., Горбатенко Н. И., Гречихин В. В. Новочерк. гос. техн. универ-т N 98 110 548/09. Опубл. 01.06.98.
- Патент 2 147 752 РФ, МКИ G01R 33/02. Быстродействующее устройство для измерения напряженности магнитного поля./М.В. Панкин, Н. И. Горбатенко, В.В. Гре-чихин и др. Опубл. в БИ., 2000, № 11.
- Патент 2 149 418 РФ, МКИ G01R 33/02. Цифровое устройство для измерения напряженности магнитного поля./М.В. Панкин, Н. И. Горбатенко, В. В. Гречихин и др. Опубл. в БИ., 2000, № 14.
- Новиков В.К. Методы и современные технические средства контроля магнитных свойств электротехнических сталей и сплавов: Автореф. дисс. на соиск. ученой степени д-ра техн. наук: 05.11.05. -М., 1994. -36 с.
- А.И. Кадочников. Преобразование основной петли намагничивания в семейство петель гистерезиса//Дефектоскопия, 1989, № 4.
- Связь между кривой намагничивания и семейством статических петель гистерезиса для железоникелевого сплава. /Кадочников, А. И., Лобанова, Н. Б.//Электротехника.-1990.-К 5.-С. 47−49.
- Аппроксимация кривой намагничивания и удельных магнитных потерь в магнито-мягких материалах. /Стародубцев Ю. Н., Зеленин В. А., Белозеров В. Я., Кейлин В. И.//Электротехника.-1997.-К 7.-С. 48−51.
- Математическая модель магнитомягкого аморфного материала на основе преобразования основной кривой намагничивания. /Кадочников, А. И., Хин, Е. Б., Стародубцев, Ю. Н.//Изв. вузов. Электромех.-1991 ,-N 2.-С. 9−12.
- Исследование статических магнитных характеристик неоднородных по толщине CoNi пленок./ Инби Дун, В. Е. Зубов, Н.С. Перов// ЖТФ, 1997, т. 67, № 3, с. 63−66.
- Анализ метода контроля движущихся ферромагнитных изделий по коэрцитивной силе/ Сандомирский С.Г.//Дефектоскопия. -1991. N 6.-С. 27−34.
- Аналитическое описание предельной петли гистерезиса ферромагнитного тела/ Сандомирский С. Г., Горбаш В. Г., Делендик М. Н., Сандомирская Е. Г. //Дефектоскопия.-1996.-М 7.-С. 17−24.
- Остаточная намагниченность ферромагнитного тела, намагниченного в разомкнутой магнитной цепи./Сандомирский С.Г.//Дефектоскопия.-1997.-Ы 8.-С. 50−59.
- Калчев И.Д., Янков Е.А./Автоматизированная система прецизионного измерения характеристик магнитотвердых материалов// Ил. 4. Библ. 3. Технический университет, София, Болг. 1995 -30, N 9−10. с. 31−34.
- Лазерный анализ материалов для поверхностного контроля. Lasergestutzte Stoffanalysen zum Prufen von Oberflachen./Noll, Sattmann, Ralph//Bander-Bleche-Rohre.-1992.-t.33, № 9.-c.53−57,4, 6, 7.
- Водеников С.К./Контроль динамических магнитных свойств пластин и лент из сплавов с высокой магнитной проницаемостью: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 01.04.01. -Ижевск, 1997. -27 е.: ил. Библи-огр.: с. 25−27.
- Кондратов Е.В. Метод неразрушающего контроля магнитных свойств листовых сталей, его теоретическое и экспериментальное обоснование: Автореф. дисс. на со-иск. ученой степени канд. техн. наук: 05.09.05. -Волгоград, 1998. -21 с.
- Устройство для импульсного магнитного контроля листового проката сталей. Патент 1 810 856, МКИ 5 G 01R33/12. В. Ф. Матюк, М. А. Мельгуй, А. П. Новиков, А. А. Осипов. Институт прикладной физики АН БССР. N 4 909 476/21. Опубл. 11.02.91.
- Устройство для контроля магнитных материалов и изделий. Патент 1 812 533, МКИ 5 G 01R33/12. Б. П. Фридман, B.C. Жернаков. Уфимский авиационный институт N 4 771 448. Опубл. 20.12.89.
- Устройство для контроля изделий из ферромагнитного материала. Патент 1 820 315,
- МКИ 5 G 01N27/90. B.C. Митюрин. Самарский филиал НИИ технологии и органиfзации производства двигателей. -N 4 843 147/28. Опубл. 27.06.90.
- Analytical and numerical methods in the testing of magnetic materials /R.E. Beissner, Southwest Res. Inst., San Antonio, Texas 78 228, USA //IEEE Trans. Magnet., vol.26,no.5, Sept. 1990. pp. 2076−2079. ISSN: 0018−9464.
- Automatic Hysteresisgraph Speeds Accurate Analysis of Soft Magnetic Materials/John Buck, Walker Scientific Inc., Worcester, MA 1 606, USA.
- Industrial magnetic measurements/ P. Beckley// J. Magnetism and Magnetic Materials, Elsevier Science B.V., Vol. 215−216 (1−3), 2000, pp. 664−668.
- Embedded curve boundary method for micromagnetic simulations/G.J. Parker, C. Cerjan, D.W. Hewett// J. Magnetism and Magnetic Materials, Elsevier Science B.V., Vol. 214, 2000, pp.130−138.
- Measuring system for two-dimensional testing of electrical steel/ S. Tumanski and T. Ba-kon// J. Magnetism and Magnetic Materials, Elsevier Science B.V., Vol. 223 (3), 2001, pp. 315−325.
- Стародубцев Ю.Н. Исследование свойств микрокристаллической стали. Электро-техника.-1991.-К 5.-С. 67−70.
- Антонов В.Г., Петров JI.M., Щелкин А. П. Средства измерений магнитных параметров материалов. JL: Энергоатомиздат. Лен. отд-е, 1986.
- А.с. № 1 638 685 СССР. Способ определения статических магнитных характеристик ферромагнитных образцов/ В. К. Новиков, С. А. Кокорин //Открытия. Изобрете-ния.1991, № 12.
- Крохин Н.И., Новиков В. К. Исследование переходных процессов при измерении статических характеристик магнитных материалов. Электротехника.-1993.-N З.-С. 41−45.
- Никаноров В.В., Останин С. Ю., Шмелева Г. А. Комплекс программ расчета характеристик магнитных материалов. Электротехника.-l 995.-N 10.-С. 51−54.
- Пастушенков А.Н. Автоматизированные установки контроля свойств постоянных магнитов. Электротехника.-1997.-К З.-С. 4−6.
- Ксюнин А.Г., Свеколкин A.JI. К расчету топографии поля поверхностных дефектов изделий из ферромагнитных материалов. //Изв. вузов. Электромех.-1986.-N 1.-С. 94.
- Васильева И.Б., Пеккер И. И. Расчет распределения намагниченности внутри постоянного магнита по экспериментально определенной картине его внешнего по-ля.//Изв. вузов. Электромех.-1986.-N 9.-С. 26−32.
- Пеккер И.И. Методика определения пространственных характеристик размагничивания анизотропных материалов постоянных магнитов. Изв. вузов. Электромех.1988.-N 1.
- Дроздов А.А. Экспериментальное исследование холоднокатаной стали при глубоком насыщении и построение кривых намагничивания.// Изв. вузов. Электромех.1989.-N З.-С. 28−32.
- Пеккер И.И., Пеккер Д. И., Ткаченко Г. И., Ершов Ю. К. Расчет распределения намагниченности в системе постоянный магнит намагничивающее устройство. //Изв. вузов. Электромех.-1992.-N 4.-С. 57−60.
- Колесников Э.В., Евдокимов А. А., Кондрашов Е. В. Неразрушающее измерение гистерезисных петель изотропных электротехнических листовых сталей. //Изв. вузов. Электромех.-1997.-N З.-С. 33−36.
- Пеккер Д.И. Определение аппроксимирующих характеристик размагничивания анизотропных постоянных магнитов.// Изв. вузов. Электромех.-1997.-№№ 4−5.-С. 93−94.
- Ершов Р.Е. Зависимость В(Н) при статическом перемагничивании ферромагнетиков. //Электричество.-1994.-№ 2.-С. 63−69.
- Иванов-Смоленский А. В, Кузнецов В. А. Универсальный численный метод моделирования электромеханических преобразователей и систем.//Электричество.-2000.-№ 7.-С. 24.
- Integral Solution of Nonlinear Magnetostatic Field Problems/A. Canova, M. Repetto, Member, IEEE. IEEE Trans. Magnet., vol.37, No.3, 2001. pp. 1070−1077.
- Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1970, 720 с.
- Magnetic Measuring and Test Equipment/ Magnetic Instrumentation Inc.- Indianapolis, 1999.-4 p.
- Magnetic Processing Equipment. Capacitive Discharge/ Magnetic Instrumentation Inc. Indianapolis, 1999.- 6 p.
- Magnet Charger/Magnetizer. Model 7515А/ Magnetic Instrumentation Inc., Indianapolis, IN 46 250, USA, 1999.-4p.
- How To Choose a Magnet System/ Walker Scientific Inc. Worchester, 1998. -4p.96. http://www.iec.ru. Интернет-сайт Международной Электротехнической Комиссии/ International Electrotechnical Commission (IEC).
- MILTIMAG for Variable and Rotating Magnetic Fields/Magnetic Solutions Ltd.-Dublin, 1998. http://www.magnetic-solutions.com
- Горбатенко Н.И., Панкин М. В., Гречихин В. В., Гришин A.C. Устройства активного контроля магнитных характеристик постоянных магнитов// XIII Международная конференция по постоянным магнитам: Тез. докл. Суздаль, 2000.- С.81−82.
- Курбатов П. А., Ионов А.А, Малютин Е. А. Оптимизация процессов намагничивания постоянных магнитов в импульсных установках// XIII Международная конференция по постоянным магнитам: Тез. докл. Суздаль, 2000. — С.190−191.
- Курбатов П. А., Ионов A.A. Методика намагничивания и испытаний постоянных магнитов в импульсных магнитных полях// XIII Международная конференция по постоянным магнитам: Тез. докл. Суздаль, 2000. — С. 192−193.
- Отчет по НИР «Разработка алгоритма и программы анализа поля четырехсвяз-ной магнитной системы на ЦВМ"/ Кузнецов Э. В., Курбатов П. А., Лунин В. П. М.: МЭИ, 1976.- 139 с.
- Non-Destructive Testing Handbook: Vol.4. Electromagnetic Testing/ Editors: R.C. McMaster, P. Mclntire, and P.O. Moore. American Society for Nondestructive Testing, OH, 1986. -468 p.
- N1 DAQCard-700. Руководство пользователя/User Manual. Multifunction I/O Board for the PCMCIA Bus. 1995 Edition, National Instruments Corp. Austin, 1995.76 p.
- Lab VIEW User Manual, Copyright 1992,1996 National Instruments Corp., Austin, 1996.-236 p.
- Lab VIEW Data Acquisition Basic Manual, Copyright 1996, National Instruments Corp., Austin, 1996. 228 p.112
- The Measurements and Automation Catalog 2002. National Instruments Corp., Austin, 2001.-920 p.
- D.C. Jiles, D.L. Atherton. Theory of ferromagnetic hysteresis// J. of Magn. and Magn. Mat., vol.61,1986. pp. 48−60.
- P.A. Kurbatov, Y.V. Kulayev, A.A. Ionov. Method and software for eddy current NDE analysis// «Quantitative nondestructive evaluation»: Conference Proceedings.-Maine, 2001, — Vol.615 N 1.- pp. 403−408.
- Ионов А.А., Курбатов П. А. Метод контроля магнитных свойств деталей электрических аппаратов//Электротехника. 2002.- № 2.- С.33−36.113