[发明专利]一种在叠制方向施加应力的改进爱泼斯坦方圈

说明书

本发明公开了一种在叠制方向施加应力的改进爱泼斯坦方圈包括顶板、加压杆上部、压力传感器、加压杆下部、圆盘、试样槽上盖、应变片、绝缘板、机架和试样槽。本发明在传统爱泼斯坦方圈的基础上加装加压杆，在叠制方向对叠片铁心施加应力即将加压杆和顶板之间的螺纹拧紧力矩转化为圆盘对铁心的压应力，并使用爱泼斯坦方圈法实现叠制方向应力加载条件下叠片铁心磁特性的测量。本发明叠片铁心采用斜接的方式，减小叠片间的气隙，防止叠片在叠制方向的应力作用下发生形变甚至断裂，起到保护铁心的作用。

技术领域

本发明涉及磁特性测量领域，具体是一种在叠制方向施加应力的改进爱泼斯坦方圈。

背景技术

爱波斯坦方圈法是一种比较成熟的叠片电工材料磁特性测试方法，随着我国电气行业的快速发展，传统的爱泼斯坦方圈已经不能满足复杂工况下硅钢片磁特性的测量需求。对于现有的爱泼斯坦方圈，其叠片铁心常采用双搭接结构构成磁路，叠片铁心内部气隙较大且磁路复杂，若在叠制方向施加应力则会导致铁心损坏。在实验过程中，叠片铁心内的电磁、应力等多种物理因素交互作用会引起振动噪声。在工程中，变压器、电抗器等电力设备为了减小叠片铁心的振动和噪声，往往采取增大夹件的机械强度等措施。但是，夹件的机械强度增大，铁心损耗也会随之增大，因此，如何寻找两者的平衡点至关重要。

应力是影响电工材料磁特性的物理量之一，对铁心的绕制和切割都会导致铁心内部存在残余应力。电机运行时由于旋转而产生的离心力、变压器运行中的电磁力也会对铁心的磁特性造成一定程度的影响。虽然目前已有相关论文研究叠片铁心所受应力对其磁特性的影响，如《Energy-Based Magneto-Mechanical Model for Electrical SteelSheets》。该论文在传统爱泼斯坦方圈的基础上进行改进，通过加装应力传感器来测量叠片铁心在轧制方向所受应力对其磁特性的影响。但是，不同方向的机械应力对电工材料磁特性的影响也不尽相同，此文没有考虑铁心叠制方向所受应力对其磁特性的影响。因此，如何方便、准确地测量叠片铁心在叠制方向所受应力对其磁特性的影响这一问题应当引起关注。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种在叠制方向施加应力的改进爱泼斯坦方圈。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种在叠制方向施加应力的改进爱泼斯坦方圈，其特征在于该方圈包括顶板、加压杆上部、压力传感器、加压杆下部、圆盘、试样槽上盖、应变片、绝缘板、机架和试样槽；

机架的底板开有机架底板通孔，试样槽的底部开有试样槽通孔；所述试样槽固定于机架的底板上；机架的底板与试样槽之间具有空间，用于缠绕初级线圈绕组和次级线圈绕组；试样槽的两侧壁均开有测量窗口；

顶板固定于机架的立柱上；顶板上开有顶板螺纹通孔；每个试样槽上盖上均开有试样槽上盖通孔，用于加压杆下部的穿入；试样槽上盖可拆卸地固定于试样槽顶部，组成绕组骨架；加压杆上部的上部螺纹连接于顶板螺纹通孔中，加压杆上部的下部与压力传感器的上部连接，压力传感器的下部与加压杆下部的上部连接，加压杆下部的底部可拆卸固定有圆盘，组成加压杆；绕组骨架内部从下至上依次放置有叠片铁心和绝缘板；叠片铁心的下表面与试样槽接触，上表面放置有应变片，应变片位于叠片铁心和绝缘板之间；初级线圈绕组和次级线圈绕组交替缠绕在绕组骨架上。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本发明在传统爱泼斯坦方圈的基础上加装加压杆，在叠制方向对叠片铁心施加应力即将加压杆和顶板之间的螺纹拧紧力矩转化为圆盘对铁心的压应力，并使用爱泼斯坦方圈法实现叠制方向应力加载条件下叠片铁心磁特性的测量。

(2)本发明在加压杆内部加装压力传感器，压力传感器与上位机相连，可以精准读取并记录叠片铁心在叠制方向所受应力的大小。