Magnetisation waveforms in many electromagnetic applications exhibit flux density waveforms which are far removed from the sinusoidal ideal. A test system is described which enables complex flux density waveforms to be controlled. The precautions and additional sources of error for characterisation under complex magnetisation conditions are outlined. Example results including the effect of introducing high order harmonics and a simulation of PWM exciting are presented along with examples of the use of a modified superposition of loss technique.
PL
Kształt krzywej indukcji często odbiega od sinusoidalnego. Przedstawiono system umożliwiający kontrolowanie kształtu przebiegu indukcji. Przedstawiono przykłady badań materiału magnesowanego przy indukcji zwierającej wyższe harmoniczne oraz PWM.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Control over the rate of change of flux density when plotting DC BH loops is of paramount importance when characterising magnetic materials which exhibit large values of dB/dt for a linear change of applied field. A new method is described which allows constant dB/dt measurements to be made in a user friendly manner through a small number of iterations of a simple waveform control algorithm. The method was demonstrated on a grain oriented silicon steel and shown to provide accurate results after 3 iterations of the test algorithm.
PL
Przy badaniu materiałów magnetycznych przy prądzie stałym szybkość zmian indukcji ma kluczowe znaczenie. Przedstawiono nową metodę pozwalającą na pomiar i kontrolę wartości dB/dt. Metodę sprawdzono na przykładzie blach zorientowanych i osiągnięto odpowidznią dokładność już po trzech iteracjach.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Surface domain patterns in electrical steel, which appear under rotational magnetisation, were noted to be comparable to those which are observed under high compressive stress. This paper presents comparison of peak to peak magnetostriction of Epstein strips under high compression magnetised along rolling and transverse directions, and disc samples under rotational and uniaxial magnetisation with no external stress applied. Good correlation was found between magnetostriction measurement results obtained in the rolling direction of non-oriented Epstein strips under high compression and disc samples under rotational magnetisation. Also it was observed that the rotational magnetostriction of grainoriented electrical steel is greater than its uniaxial value under compressive stress.
PL
Artykuł prezentuje porównanie magnetostrykcji pasków Epsteina magnesowanych wzdłuż i prostopadle do kierunku walcowania (podanych naprężeniu) oraz próbek w formie dysku poddanych magnesowaniu osiowemu i rotacyjnemu (bez naprężenia). W przypadku blach niezorientowanych znaleziono korelację między magnetostrykcją w kierunku walcowania oraz stratami przy magnesowaniu rotacyjnym. W przypadku blach zorientowanych magnetostrykcja rotacyjna była większa niż jednoosiowa przy naprężeniu próbki.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents development of an experimental induction motor core model for measuring rotational magnetostriction under practical PWM magnetisation. It was found that the magnetostrictive strain (measured with strain gauges) at stator teeth is much greater than that in other regions due to the influence of Maxwell force in the air gap. The magnetostriction on the motor core was also compared with that measured from a rotational single sheet tester.
PL
Artykuł opisuje pomiary magnetostrykcji w warunkach przemagnesowania obrotowego i PWM (modulacji szerokości impulsów) wykonanych na prototypie stojana silnika indukcyjnego. Badania przy użyciu tensometrów wykazały, że wartości magnetostrykcji zmierzone na zębach pakietu blach są znacznie większe niż w innych miejscach rdzenia, z uwagi na siły mechaniczne występujące w szczelinie powietrznej. Wartości zmierzone na prototypie zostały również porównane z wartościami zmierzonymi w jarzmie do przemagnesowania obrotowego.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Magnetostrykcja paska blachy może zostać zmierzona podczas poddawania próbki zewnętrznym naprężeniom mechanicznym. Istnieje wiele czynników, które należy wziąć pod uwagę przy tego typu pomiarach aby wyniki były powtarzalne i dokładne. Artykuł opisuje negatywne czynniki i trudności konstrukcyjne jak również i ich rozwiązania, które mają bezpośredni wpływ na zmierzone wartości magnetostrykcji
EN
The magnetostriction of a magnetic strip steel can be measured while subjecting the sample to an external stress. There are many factors involved in ensuring this measuring technique is accurate and reproducible. This paper explains those negative factors and construction issues that have a direct influence on the magnetostriction value and methods of overcoming them.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Effective magnetic shielding from DC to power frequencies is of growing importance in many applications. Electrical steel is often used as a shielding material since it offers a cost effective solution over this frequency range. There is no standard or commonly accepted approach to measuring the shielding capabilities of different grades of sheet materials or accurately assessing their effectiveness in practical applications. This paper briefly reviews recent experimental approaches to measuring the shielding factors of electrical steels. Research results obtained from one type of simple test system are presented to show the dependence of the shielding factors of electrical steel panels on thickness and relative permeability. Multiple-layer shielding is often advocated and its effectiveness, in the case of grain oriented steel, is demonstrated. Depending on the application, the selection of shielding material based on typical B-H curves presented by manufacturers can be misleading so a clearer understanding of specific material properties which control the shielding effectiveness is needed. The standardized method for evaluation of shielding effectiveness used for small formed shields is not suitable for the evaluation of sheet materials. Some suggestions are presented on the approach to a standardized method of measurement of the shielding effectiveness of sheet materials.
PL
Skuteczne ekranowanie magnetyczne zarówno pól stałych, jak i przemiennych ma coraz większe znaczenie. Blachy elektrotechniczne są często stosowane do konstrukcji ekranów ponieważ oferują dobre właściwości w szerokim paśmie częstotliwości. Nie ma ani norm ani powszechnie akceptowanych narzędzi do oceny możliwości ekranowania przez różne rodzaje blach. Nie ma też dokładnych metod oceny skuteczności ekranowania w praktycznych zastosowaniach. Artykuł jest przeglądem różnych metod eksperymentalnych służących do oceny skuteczności ekranowania. Przedstawiono rezultaty badań określające zależność jakości ekranowania przez blachy elektrotechniczne od ich grubości I przenikalności. Wielowarstwowe ekranowanie jest często zalecaną metodą poprawienia efektywności ekranowania - sprawdzono tę zasadę w przypadku blach anizotropowych. Zależnie od zastosowania, dobór materiału na ekran tylko na podstawie zależności B-H może być niepełny - bliższe zrozumienie wpływu parametrów materiałowych na jakość ekranowania jest potrzebne. Unormowane metody oceny skuteczności ekranowania małych urządzeń nie zawsze korespondują z oceną samego materiału. Przedstawiono propozycje znormalizowania metod pomiarowych umożliwiające ocenę zarówno skuteczności ekranowania jak i doboru materiału na ekran.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The spatial divergence of flux within various sheets of grain-oriented electrical steel was measured under local magnetisation. The magnetising apparatus was a single-yoke, one-sided flux injection system. It was confirmed that flux divergence was the main cause of inaccuracy in single-yoke flux density measurements and that the degree of divergence was related to the permeability of the material. A pair of "guard yokes" introduced to the system reduced the divergence.
PL
Zbadano przestrzenny rozrzut wartości indukcji dla różnych próbek zorientowanej blachy elektrotechnicznej magnesowanej lokalnie. Jako aparatu pomiarowego użyto pojedynczego, jednostronnego jarzma magnesującego. Potwierdzono, że rozrzut wartości indukcji jest głównym powodem niedokładności pomiarowych tej metody, i że stopień rozrzutu jest skorelowany z przenikalnością materiału. Wykazano, że para bocznych jarzm pomocniczych redukuje rozrzut mierzonych wartości.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Digital and computerised equipment are widely used in the measurements of magnetic properties of soft magnetic materials. The manufacturers of digital data acquisition cards strive for improved accuracy and resolution of voltage measurements. The total accuracy of such devices is an important feature. However, high resolution and high sampling frequency of voltage measurement is not necessarily a critical factor. The paper analyses the total power loss of grain-oriented electrical steel measured in an Epstein frame using various resolutions of signal generation and acquisition (at magnetising frequency 50 Hz). The analysis shows that the measured power loss varies only up to 0.4 % between the highest (16-bit) and lowest (8-bit) resolutions. The measured results are compared with theoretical calculations, which confirm that the power loss value should not depend on the resolution or the sampling frequency of the measuring equipment.
PL
Cyfrowe i komputerowe układy pomiarowe są szeroko stosowane do pomiarów właściwości magnetycznych materiałów magnetycznie miękkich. Producenci cyfrowych kart pomiarowych dążą do ciągłego udoskonalania dokładności i rozdzielczości pomiarowej. Całkowita dokładność pomiarowa urządzenia jest jego bardzo istotnym parametrem. Niemniej jednak, duża rozdzielność pomiarowa jak również częstotliwość próbkowania nie muszą być krytycznymi czynnikami. W artykule dokonano analizy strat mocy zmierzonych w aparacie Epsteina dla blachy orientowanej przy użyciu różnych rozdzielczości pomiarowych napięcia dla generacji I akwizycji sygnałów (przy częstotliwości magnesowania 50 Hz). Analiza wykazuje, że zmierzone straty mocy różnią się tylko o 0,4 % pomiędzy największą (16 bitów) I najmniejszą (8 bitów) rozdzielczością. Wyniki porównano z symulacją teoretyczną, która potwierdza, że obliczone straty mocy nie zależą od rozdzielczości ani od częstotliwości próbkowania urządzenia pomiarowego.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The influence of sample thickness and grain size of Conventional Grain-Oriented (CGO) and High Permeability Grain-oriented (HGO) steels on Magnetic Barkhausen Noise (MBN) of Epstein strips has been examined. It might be expected that MBN decreases with increasing sample thickness due to eddy current damping but the measurements show that the average domain width, hence the grain size influences MBN in strips less than 0.35 mm thick. From 0.35 mm and above, both strip thickness and domain width influence MBN in CGO and HGO.
PL
Zbadano wpływ grubości próbki i rozmiaru ziarna dla stali konwencjonalnej o ziarnie zorientowanym (CGO) i stali o wysokiej przenikalności i ziarnie zorientowaym (HGO) na paskach Epsteina. Można oczekiwać, że amplituda sygnału Barkhausena MBN zmniejsza się wraz ze wzrostem grubości próbki z uwagi na efekt tłumienia od prądów wirowych, lecz pomiary wykazały, że średnia szerokość domen, związana z rozmiarem ziarna, ma wpływ na MBN w paskach o grubości mniejszej niż 0,35 mm. Dla grubości 0,35 mm i powyżej, grubość paska i szerokość ziarna mają wpływ na MBN zarówno dla stali CGO i HGO.