電機(jī)、變壓器等電工設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行時(shí)的材料特性受到電、磁、流體、熱、應(yīng)力等復(fù)雜物理因素的相互作用,這種多物理場(chǎng)耦合作用使得精確分析其運(yùn)行性能變得非常困難。這些電工設(shè)備的鐵心廣泛采用電工鋼片,其電磁特性受到溫度和應(yīng)力物理因素影響,除此之外,諸如旋轉(zhuǎn)磁化、諧波等復(fù)雜磁化因素也對(duì)電工鋼片的材料特性影響顯著。因此,為準(zhǔn)確分析和計(jì)算電工裝備的性能,需要精細(xì)的電工鋼片材料特性測(cè)量數(shù)據(jù)。溫度和應(yīng)力綜合因素作用下電工鋼片的復(fù)雜磁特性的測(cè)量需要考慮到溫度、應(yīng)力矢量、軸比、磁化角度、頻率以及諧波等參數(shù),這些參數(shù)本身取值范圍寬且相互組合后測(cè)試工況多達(dá)幾百種,整個(gè)測(cè)量的工作量將會(huì)非常巨大,因此開發(fā)一種自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)很有必要。本文主要完成了電工鋼片復(fù)雜磁特性自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及基于LabVIEW平臺(tái)的復(fù)雜磁特性測(cè)量程序的設(shè)計(jì)。測(cè)量系統(tǒng)的硬件部分以STM32為核心設(shè)計(jì)了溫度自動(dòng)加載模塊,包括上位機(jī),STM32核心板、溫度控制器、熱敏電阻等。溫度的自動(dòng)加載由上位機(jī)與單片機(jī)通過串口通訊,單片機(jī)再經(jīng)過RS485接口將溫度指令傳輸?shù)綔囟瓤刂破?樣片的溫度由熱敏電阻進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)反饋給溫度控制器,然后由溫度控制器對(duì)... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

溫度、應(yīng)力、電磁多物理場(chǎng)耦合關(guān)系

檀笱У某驢∪?褂冒?盟固狗餃Γ?蟹⒘薖WM工作方式下自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，演算了損耗誤差的解析方程，發(fā)現(xiàn)信號(hào)的相位差會(huì)在很大程度上影響測(cè)量的精度，經(jīng)校準(zhǔn)后，重復(fù)性在3%以內(nèi)[44]。上述方法主要研究了在PWM激勵(lì)下關(guān)于電工鋼片一維磁特性的測(cè)量，經(jīng)本人閱讀文獻(xiàn)以來(lái)未見非正弦激勵(lì)下電工鋼片的矢量磁特性測(cè)量。1.2.6磁特性的自動(dòng)測(cè)量研究現(xiàn)狀計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步為測(cè)量?jī)x器更高效、簡(jiǎn)易提供了基矗西安理工大學(xué)的杜永蘋在2010年設(shè)計(jì)了一套磁特性自動(dòng)測(cè)量裝置，可以對(duì)電工鋼片的磁特性參數(shù)自動(dòng)測(cè)量和采集。實(shí)現(xiàn)原理圖如圖1.2所示，分別使用取樣電路進(jìn)行B和H信號(hào)的采集，信號(hào)經(jīng)調(diào)理放大傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)完成對(duì)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理，再通過串口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)[45]。東南大學(xué)的王志敏在原本測(cè)量裝置基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了軟磁材料磁特性自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，用于軟磁材料在高壓高頻下的測(cè)量。硬件部分包括寬帶功率放大器、交流負(fù)反饋線路、分級(jí)供電電源，使用VisualC++完成軟件的編寫。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和標(biāo)定數(shù)據(jù)基本符合[46]。關(guān)于溫度及應(yīng)力影響下的磁特性自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)經(jīng)本人查閱文獻(xiàn)以來(lái)并未發(fā)現(xiàn)。圖1.2動(dòng)態(tài)磁性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)框圖Fig.1.2Blockdiagramofdynamicmagneticparametermeasurementsystem

8第2章溫度及應(yīng)力自動(dòng)加載系統(tǒng)本課題中的電工鋼片矢量磁特性測(cè)量裝置的特點(diǎn)如下：由于涉及到X和Y兩個(gè)方向的應(yīng)力加載，為了滿足測(cè)量要求選擇了十字形的樣片。為了契合測(cè)試樣片以達(dá)到更好的勵(lì)磁效果選擇了雙U狀的磁軛，并在同一方向上相互串聯(lián)4個(gè)勵(lì)磁線圈。溫度加載通過手動(dòng)對(duì)溫控器設(shè)定溫度后由固態(tài)繼電器接通陶瓷加熱片來(lái)生熱，熱敏電阻將溫度反饋到溫控器。應(yīng)力部分通過遙控器驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)對(duì)樣片施加應(yīng)力，再由力傳感器將檢測(cè)到的應(yīng)力值反饋到力顯示儀表。目前的電工鋼片矢量磁特性測(cè)量裝置存在以下幾點(diǎn)不足之處：溫度的加載需要通過溫控器上的按鍵進(jìn)行手動(dòng)設(shè)定，這給測(cè)量過程帶來(lái)不便。應(yīng)力的加載由遙控器進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)，點(diǎn)動(dòng)觸發(fā)的輸出脈沖太寬導(dǎo)致直線電機(jī)一次性施加的應(yīng)力值跨度太大不能準(zhǔn)確控制。由此可見不管是溫度還是應(yīng)力的加載都需要人為調(diào)試而且效率不高精確度也不夠。測(cè)量裝置如圖2.1所示圖2.1電工鋼片矢量磁特性測(cè)量裝置Fig.2.1Vectormagneticpropertiesmeasurementdeviceforelectricalsteelsheet完成一種樣片的測(cè)試會(huì)涉及到很多種溫度和應(yīng)力的組合，每次改變這兩個(gè)參數(shù)時(shí)都需要手動(dòng)調(diào)試，這就增加了很多人為的工作量使效率低下，本章主要針對(duì)目前測(cè)量裝置溫度和應(yīng)力加載方式的不足之處設(shè)計(jì)了一套溫度應(yīng)力自動(dòng)加載系統(tǒng)，最大限度地降低了人為的干預(yù)，減少了工作量同時(shí)也提高了加載的精確度。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

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