硅钢铁损仪的设计

1、硅钢片铁损测量仪的设计设计：湖南省永逸科技有限公司 朱永红 一、产品介绍硅钢片铁损测试是硅钢片生产、流通和使用中质量管理的重要评价指标之一，通过对硅钢片的测试可以判断硅钢片材料的好坏，及早发现材料的缺陷，给电机、变压器及相关厂家的品质管理带来极大的方便。依据我国的行业标准（GB/3655-2000），采用爱泼斯坦方圈作为检验评价硅钢片铁损的依据，该方法为国际IEC标准和国家标准推荐使用方法。FE-30SST LOSSMETER采用的磁导计设计和测试采样完全符合国际通用标准，使得测试结果更加准确，适合测试所有规格的产品。深度开发，配置接微型方圈（按国际标准规爱泼斯坦方圈等比例缩小），与计算机通过

2、MS232接口连接，可以完全代替硅钢测量装置，实现硅钢所有参数的测量。为中小型用户以及硅钢样品来源较少的高校进行更高精度得测量，节省了超过60%的开支，直接采用磁导计测量价格更加低廉，使用更加方便。二、与目前同类机型SK-IR-3C是直读式铁损测试仪的比较目前国内有几家生产只读式铁损测量仪的公司，流行机型为SK-IR-3C是直读式铁损测试仪。用户在使用过程中经常发现，对于测试不同牌号的硅钢片，测量数据的偏差是没有达到仪器介绍的比总误差在5.0%的以内的，特别是对于取向和无取向硅钢片的交替测量（尽管仪器已经对两种样品进行了转换和数据修正），不少用户和产品经销商反映，比较严重的误差情况时超过20%

3、。我与与国内硅钢磁测量权威梅文余先生交流此问题，他笑称这样的“铁损仪”充其量也就只能算“比损仪”。结构过于简单，没有遵循磁导计的设计标准，不可能做出好的产品，用于对材料进行比较测试来做一下判断还是可以的。分析其原因，主要有以下两个方面：一是磁导计设计不合理（如右图），其原理是采用多片长方形硅钢片叠加成的铁芯做探头，将励磁线圈和感应线圈都绕在铁芯上，通过采集励磁线圈的中电流I有效值和感应线圈中电压有效值V，来获得硅钢片的损耗，这样的结构是不严谨的。在材料处于不饱和的情况下，所采集的电压接近正弦，测试偏差比较小，通过所采集的电压推算出得磁感应强度Bm基本接近，但在材料趋于饱和的情况下（如对硅钢片样

4、品测试到1.5T和1.7T条件下），被测试硅钢样片中实际的Bm值与所通过铁芯感应线圈采集Bm值之间的差异是很大的，所设定的Bm已经与实际硅钢样片中的Bm值完全不等同，如果计算按照测试片的有效面积Ae来确定，那相当于要施加更高的励磁电流来保证，这样实际采集的电流Im也是不准确的，一般情况下，所测试的比总损耗Pc会高于材料的实际损耗。这对于设计者是非常明白的，为了达到测试要求，一般情况下通过调整和数据修正来保证对一款样品的准确（与爱泼斯坦方圈进行比较），但不能从根本上解决问题，主要是不可能对所有样片进行修正，这也就是造成测试不同样片误差可能超过20%的原因。二是采样没有按GB/3655-2000标

5、准的要求，对电压、电流的波形进行实际采样，计算的损耗也是不准确的，另外对这样设计的励磁探头，国内有些厂家还提出在仪器中添加了空气补偿线圈，对于这样的结构，是不可能进行好磁通的空气补偿的，补偿模型都不好确定，纯粹是为了商业销售的需要。三、FE-30SST LOSSMETER的原理介绍和深度开发为了解决目前铁损测量仪器存在的问题，湖南省永逸科技有限公司在参考梅文余先生的磁性测量著作，完全依据我国的行业标准（GB/3655-2000）的要求，设计和制作了FE-30SST LOSSMETER 硅钢片铁损测量仪。仪器所采用的闭路探头完全参考国标要求，励磁线圈和感应线圈都绕制在被测试的硅钢片上，同时按照国

6、标要求对空气补偿线圈进行制作（空气感应补偿到1mV以下），同时采用两路模数转换对电压电流进行真实采样，达到了对所有样片的较准确的测量，测试准确度基本上接近GB/3655-2000的标准要求。同时，由于该产品是一套完整的闭路反馈测试系统，内部完成对电压、电流实际波形以及相位的完全采样，可以通过MS232接口与计算机进行完全的通讯，如加以深度开发，完全可以测量出硅钢片所需要的全性能参数，包括：BH磁滞回线、B-Ps损耗曲线和B-u磁滞回线等，是中小型企业和高校采用它替代昂贵得大型硅钢测量装置的理想仪器（目前上位机软件在开发中）。同时，公司将进行了小型爱泼斯坦方圈的设计和实验，通过大量的测试来确定小

7、型方圈模型的定型。测试样片规格为：宽度15mm，长度140mm，样片有效重量127g。三、FE-30SST LOSSMETER硅钢铁损测量仪技术指标一）、30VA电源技术指标：1、频率：50Hz/60Hz，准确度：0.05%；2、功率：20V/1.5A（峰值功率），准确度：0.1%。二）、3092磁导计：（采用符合国标的方圈样片进行比对） 1、适合样片：长度：大于92mm，宽度：20mm30mm；厚度：0.1mm到1.0mm。2、采用单台FE-30SST LOSSMETER，配备磁导计对样片进行测量：1）、比总损耗Ps测量：0.1-1.9T(连续可调)，准确度：2.5%；饱和磁感Bm值设定范围：0.5T-1.9T，准确度：2.0%；励磁强度Hm值设定范围：10000A/m以内连续设定，准确度2.5%。三）、140爱泼斯坦方圈（采用符合国标的方圈样片进行比对）1、适合样片：长度：大于140mm，宽度：15mm；重量127g。2、 采用单台FE-30SST LOSSMETER，配备微型方圈对样片进行测量：1）、比总损耗Ps测量：0.1-1.9T(连续可调)，准确度：1.5%；饱和磁感Bm值设定范围：0.5T-1.9T，准确度：