CH419343A - Verfahren zur genauen Messung wenigstens einer magnetischen Eigenschaft, insbesondere der Verlustziffer, von Elektroblechen - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur genauen Messung wenigstens einer magnetischen Eigenschaft, insbesondere der   Verlustziffer,    von Elektroblechen
Es ist bekannt, dass mit einer Feldmesswicklung an der Oberfläche eines magnetisierten Blechstreifens die Verluste und   andere magnetische Eigenschaften.    gemessen werden können. Insbesondere ist diesel Verfahren angewendet worden unter Zuhilfenahme von   Schwinggleichrichtem oder Messkontakten, wel-    che die Spannung an der Feldmesswicklung integrie  ren.    Auf dies e Weise kann punktweise die Hystereseschleife der   Prabebleche aufgenommen und    aus   ihrem Flächeninhalt die Vertustzahl    errechnet werden.

   Dieses Verfahren führt nur dann zu richtigen Ergebnissen, wenn die Feldmesswicklung nahe genug an der Blechoberfläche angeordnet ist.   Schliesslich    haftet dem bekannten Verfahren ! der Mangel an, dass die Verluste nicht mit einer einzigen Ablesung ermittelt werden, sondern durch ein   rechnerisches    oder   graphisches    Verfahren,   das einen gewissen Zeitauf-    wand   erfordert,'erhalten werden.   



   Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es erstmalig, die magnetischen Eigenschaften von   Blechstreifen unter eindeutigen physikalischen Be-    dingungen zu messen, und zwar bei homogener   Magnetis ! ierung der Blechproben und unter    Ausschaltung jeglichen Eckeneinflusses, wie er   beispiels-    weise beim   Epsteinrahmen    auftritt. Das, Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es auch, den   Einfluss    der   Schichbdicke    der   Blechpakete    auf die magnetischen Eigenschaften zu untersuchen. Es eignet sich auch zur Untersuchung hochwertiger Bleche, beispiels. weise kornorientierte Siliziumbleche oder Eisen-Nickel-Legierungen.



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur genauen Messung wenigstens einer magnetischen Eigenschaft von Elektroblechen unter Anwendung einer   Feldmesswicklung, einer Induktionsmesswick-      lung    und einer   Magnetisierungswicklung.    Die Erfin   dung besteht darin, dass die Feldmesawicklung inner-    hallb eines geschlossenen, durch die   Probebleche    gebildeten Hohlraumes angeordnet wird und dass die Probebleche ohne Schlussjoch in offener Wicklung magnetisiert wenden.

   Durch die Anordnung der Feldmesswicklung entspricht die von ihr aufgefangene Feldstärke nach Grosse und Phasenlage genau der Feldstärke im Inneren, der   Probebleche.    Einer weiteren   Ausbildungentsprechend    ist die   Feldmesswick-    lung auf einen   Wicklunjgsträger praktisch konstanten    Querschnittes, beispielsweise auf ein keramisches Rohr mit kleinem Ausdehnungskoeffizienten mit   möglichst konstanter Windungsdichte aufgebracht,    so dass der   Windungsquerschnitt    der   Feldmesstwicklung    unveränderlich bleibt, da sich sonst das Messergebnis proportional mit diesem ändert. Zweckmässig sind die Probebleche polygonartig um die Feldmesswicklung angeordnet.

   Damit sich der Kraftfluss auf alle Bleche des Polygons   gleichmässig    verteilt, muss der magnetische Rückschluss für alle Seiten des Blechpolygons gleichartig sein, was dann der Fall ist, wenn die   Probebleche    insbesondere die Form langer, gerader Streifen haben, die in einer offenen Wicklung magnetisiert werden. Ausserdem müssen die aufeinanderliegenden Einzelbleche mit genügender magnetischer   Leitfä-    higkeit miteinander verbunden sein, damit der Fluss von den inneren Blechen zu den äusseren ohne nennenswerten magnetischen Spannungsabfall herberwechseln kann.

   Da ausserdem die magnetische Feldstärke und die   Magnetisierungsverlustevom    mechani   schenSpannungszustandderBleche, insbesonderewenn    es sich um kornorientierte Bleche handelt, abhängig sind,   werdennacheinerweiterenAusgestaltung    die   Probebleche    während der Messung mit einem defi   nierten Druck zusammengepresst.

   Die Spannung an    der   Feldmesawicklung,'die bekanntlich    dem   Differen-    tialquotienten der Feldstärke proportional ist, wird nach einer weiteren Ausbildung des Verfahrens mittels eines elektronischen, integrierenden Verstärkers, der zur Erzielung ausreichender Konstanz und Genauigkeit   hocher,    gegengekoppelt sein kann, integriert, so dass sich am Ausgang des   Verstänkers    den   AugenMickswerCen    der Feldstärke proportionale Augenblicskwerte der Spannung ergeben.



   Die Erfindung wind anhand eines in   der Zeich-      nung    schematisch dargestellten   AuSiführungsbeispie-    les   näher erläutert. Die Fig. l zeigt den konstruktiven    Aufbau der   Probebleche    und Wicklungen im Schnitt und Fig. 2 zeigt. eine Ansicht des Aufbaues nach dem Schnitt A-B der Fig. 1. Femer ist in Fig. 2 eine mögliche, aus zwei Verstärkern und   einem Leistungs-    messer   bestehende Messschaltung angedeutet.   



   Mit 1 ist ein keramisches Rohr bezeichnet, auf das die Feldmesswicklung 2 aufgebracht ist. Das keramische Rohr   1    ist in einem Isolierkörper 3 von beispielsweise quadratischem Querschnitt   unterge-    bracht.



   Die vier Seiten des Körpers 3 sind mit den Pro  boblechpaketen    4, 5, 6 und 7 belegt. Sie werden   durci    elastische Membranen 8, 9, 10 und 11 gegen den Isolierkörper 3 gepresst, wobei der Druck im In  nern    der elastischen   Membranten    in nicht weiter dargestellter   Weise.einstell-undmessbar    ist. Die Temperatur des Druckmittels im Innern   der Membran-    körper ist in   gleicher Weise durch einen äussereni    nicht weiter dargestellten Temperaturkreislauf einstell-und regelbar,   so dass die Probebleche 4 bis    7 nach einiger Zeit die definierte Temperatur des Druckmittels annehmen.

   Die Probebleche 4 bis 7 einschliesslich der   Membr. andtuckkorper    8 bis 11 befinden sich in einem runden   Isolierrohr 12, auf    das die Magnetisierungswicklung 13 aufgebracht ist. Im   mittleren Teil der Magnetisierungswicklung    13 befindet sich unter dieser Wicklung die Induktionsmesswicklung 14. Sie erstreckt. sich über die gleiche Länge wie die Feldmesswicklung 2, beispielsweise über eine   Längevon400mm.DieMagnetisierunjgswicklung    13 hat beispielsweise eine Länge von   1000 mu,    die Blechstreifenpakete 4 bis 7 eine Länge von 1500mm.

   Diese Abstufung, der Längen ist   zweck-    mässig, um zu erreichen, dass auf der Länge der Feldmesswicklung 2 und Induktionsmesswicklung   14    die Induktion im Eisen angenähert konstant ist. Letzteres wird umso   besser erreicht, je länger die Ge-      samtlängederAnordnungimVerhältnis,    zur Länge der   Feldmesswicklung 2 ist. Im Innern des Rohres l    befindet sich ein zweiter Wicklungsträger 15 aus Isolierstoff, vorzugsweise Keramik, auf dem eine Luft  feldkompenaationswicklung 16 angebracht    ist.

   Ihn   Windungsquerschnitt    ist so   abgestimmt, idass    sie bei Reihenschaltung mit der Induktionsmesswicklung 14 gerade das von der   letztgenannten Wicklung umfasste    Luftfeld herauskompensiert, so dass an,   der Induk-    tionsmesswicklung 14 in Reihe mit der Luftfeldkom    pensationswicklung 16.    direkt die Induktion oder auch die Magnetisierung in den Prüfblechen 5 bis 7    gemessen-werden können.   



   Die Spannung dieser Wicklungen 14, 16 kann über einen   linearen, hochgegengekoppelten      elektro-    nischen Verstärker 20 dem Spannungspfad eines   dynamometrischen Leistungsmessers    21 zugeführt werden, während die. durch einen elektronischen inte grierenden Verstärker 22 integrierte Spannung der   Feldmessfwicklung    2 der zweiten Spule des   Leistungs-    messers zugeführt werden kann.

   Der   Leistungsmesser    zeigt dann bei geeigneter Eichung direkt die Verluste   im mittleren Teil der Probeblecbe. an.    Die Messung der Induktion in den Blechen kann in nicht weiter dargestellter Weise in bekannter Art mit ei. nem mechanischen Messgleichrichter erfolgen, der Formfaktor der Spannung an   der Induktionsmesswicklung   
14, von, dem die Eisenverluste abhängen, kann aus    dem Mittelwert und dem Effektivwert dieser Span-    nung oder auch nach anderen bekannten Verfahren ermittelt werden.



   Die Durchmesser der Wicklungsträger und die   Bruite    der   Blechpakete    sind in etwa natürlicher   Grosse dargestellt.    Die Anordnung nach der Erfindung eignet sich. auch dazu, den Gang der Verluste mit der Frequenz zu messen. Bei Verwendung geeigneter Verstärker und geeigneter Leistungsmesser kann die Frequenz von sehr kleinen bis zu sehr hoben Werten geändert werden.

   Ebenso kann durch   Vorschalten    von   WiderständenoderDrosseln    vor die ie Magnetisierungswicklung 13 der zeitliche Flussverlauf absichtlich verzerrt werden, um einerseits aus derartigen n Messungen rückwärts die Messergebnisse auf   sinusförmigen Fluasverlaul zu extrapolieren oder    auch um den Anstieg der Verluste mit dem Formfaktor zu   messen ; aus diesem Anstieg kann der Wirbel-    stromanteil der Verluste in bekannter Weise ermittelt werden.

   Verwendet man nicht   durchgebende Blecb-      streifen, sondern schachtelt man    auf der Länge der   FeldmesswicHiung und    der Induktionsmesswicklung die Blechstreifen nach, dem in der Praxis üblichen Verfahren ineinander, so lassen sich die Zusatzverluste an den   Schachtelstellen    messen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur genauer Messung wenigstens einer magnetischen Eigenschaft, insbesondere der Verlustziffer, von Elektroblechen unter Anwendung einer Feldmesswicklung (2), einer Induktionsmesswicklung (14) und einer Magnetisierungswicklung (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Feldmesswicklung (2) innerhalb eines geschlossenen, durch die Probebleche (4 bis 7) gebildeten Hohlraumes angeordnet wird und dass die Probebleche ohne Schlussjoch in offener Wicklung magnetisiert werden.

   UNTERANSPRtJCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Probeblecke (4 bis. 7) polygonartig um die Feldmesswicklung (2) angeordnet werden.

   2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldmesswicklung (2) auf einen Wicklungsträger (l) kon stanten Querschnittes gewickelt ist.

   3. Verfahren nach Patentanspmcb und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe, bleche (4 bis 7) während der Messung mit definiertem Druck und definierter Temperatur zu sammengeführt sind.

   4. Verfahren nach Patentanspruch und den Un terans. prüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Probebleche (4 bis 7) länger sind als, die Magneti- sierungswicklung (13) und die Magnetisierungswick- lung länger als die Feldmesswicklung (2).

   5. Verfahren nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungswicklung (13) und die Induktionsmesswicklung (14) die polygonartig angeordneten Probebleche (4 bis 7) umschlingen.

   6. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Feldmesswicklung (2) eine Luftfeld- kompensationswicklung (16) angeordnet ist, die mit der Induktionsmesswicklung (14) in, Reihe geschaltet ist.

   7. Verfahren mach Patentanspruch und den Unteranspriichen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung der Feldmesswickluing (2) über einen elektronischen integrierenden Verstärker (22) dem Messgerät zugeführt wird.

   8. Verfahren nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Verluste die integrierte Spannung der Feldmesspule (2) dem einen Pfad eines elektrodynamischen Leistungsmessers (21) zugeführt wird, während der andere Pfad des Leistungsmessers (21) von der Spannung der die Blechproben (4 bis 7) umschliessenden Induktionsmesstwicklung (14) gespeist wird.