GB/T 3217-2013
基本信息
标准号:
GB/T 3217-2013
中文名称:永磁(硬磁)材料 磁性试验方法
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
永磁
磁性
试验
方法
标准分类号
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出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 3217-2013 永磁(硬磁)材料 磁性试验方法
GB/T3217-2013
标准压缩包解压密码:www.bzxz.net
标准内容
ICS 29. 030
中华人民共和国国家标准
GB/T3217—2013
代替GB/T3217—1992
永磁(硬磁)材料
磁性试验方法
Permanent magnet(magnetically hard)materials-Methods of measurement ofmagnetic properties
(IEC 60404-5:1993.M0D)
2013-07-19 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2013-12-02实施
2规范性引用文件
术语和定义
测最源理
磁化装置
磁通密度的测量
磁极化强度的测量
磁场强度的测量
退磁曲线的确定
基本磁参量的确定·
试验装置的校推
试验报告
附录A(资料性附录)试样温度对测量结果的影响附录B(规范性附录)
气对测量结果的影响
附录C(资料性附录)本标准与国际标准章条编号对照附录D(资料性附录)本标准与国际标准的技术性差异及其原因GB/T 3217—2013
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准代替GB/T3217-1992&求磁(硬磁)材料磁性试验方法》。本标准与GB/T3217~-1992相比主要变化如下:增加了术语的内容;
一一按照国际标准蛋新编排结构:——按照国际标推更换了图和图的位置;—按照国际标准增加了测最原理(第4章):一删除了用冲击法测量退磁曲线和回复磁导率的内容:CB/T3217—2013
一--删除了原标准附录A和附录B,将原标准的附录 C调整为本标准的附录B且内容略作修改;一增加了试样温度对薇结巢的影响(附录一增加了本标准与IEC60404-5:1993&磁性材料第5部分:永磁(硬磁)材料磁性能测方法》及其2006修正案(1)的对应章条编号(附录C);--增加了本标推与IEC60104-5:1993性材料第 5部分:永磁(硬磁)材料磁性能测量方法及其2006正案(1)的技术差异及其原因<附录D)。本标准使用重新起草法修改采用IEC60404-5:1993《磁性材料第5部分:永磁(硬磁)材料磁性能谢量方法及其2006修正案(1)。
本标准与IEC60404-5:1993及其2006修正案(1)相比在结构上作部分调整,附录C中列出了本标推与IEC60404-5:1993及其2006修正案(1)的章签对照一览表。本标推与1EC60404-5:1993及其2006修正案<1>相比存在技术性差异,这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线[)进行了标示,附录刀中给出了相应技术差异及其原因的一览表。
另外,IEC60404-5:1993及其2006修正案(1)中使用的术语,部分已收录于GB/T2900.4—2008《电工术语电工合金》中,故本标引用了GB/T2900,4-—2008。1EC60404-5;1993及其2006修正案(1)引用了IEC/TR61807&高温下永磁材料磁性能的测量方法\,该技术报告已转化为GB/T242702009永磁材料磁性能温度系数测量方法(非等效采用),故本标准引用了GB/T24270—2009。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电工合金标准化技术委员会(SAC/TC228)归口:本标准主要起草单位:中国计量科学研究院,桂林电器科学研究院、中国计昼学院、天津三环乐喜新材料有限公司、宁波金鸡钕铁硼强磁材料有限公司,宁波盛事达磁业有限公司。本标准主要起草人:贺建、舒康题、谢永忠、林安利、刘伍利、胡元虎、范瑟、郑志受、王点国、王学林。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:-GB 3217-1982,GB/T 3217—1992.m
1范围
永磁(硬磁)材料磁性试验方法本标准规定了永磁(硬磁)材料磁性试验方法。GB/T 3217-—2013
本标准适用于铝镍钻永磁、铁氧体永磁、铁铬钻永磁.稀土永磁及其他永磁材料磁性能的测量。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的,凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。GB/T2900.4-2008电工术语电工合金G/T2900.60—2002电工术语电磁学[egIEC60050(121):1998]GB/T9637--2001电工术语磁性材料与元件[eIEC60050(221):1990GB/T24270—2009永磁材料磁性能温度系嫩测量方法IEC 60050(151)国际电工术语第151部分:电磁器件(International elertrotechnicalvocabula-ry-Part l5l:Electrical and magnetic deuices)3术语和定义
GB/T2900.4--2008GB/T2900.60-2002、GB/T9637—2001和IEC60050(151)界定的术语和定义以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
退磁曲线demagnetizatian curve饱和磁游回线的第二象限或第四象限部分。这部分由剩磁3,(B,一,)和矫顽力H。或内票矫顽力H限定(见图 1)。
母大磁能积maxirum BH praduct(BH)
退磁曲线上,磁通密度(磁感应强度)和相应的磁场强度飛积的最大值。(BH)点的坐标用(H。,B,)表示(见图2)。
回复线和回复磁导率recoil line,recoilpermeability永磁材料的回复线,是指退磁曲线上某点在回复状态时的局部磁滞回绒,回复线的平均斜率与避性常数的比值定义为回复磁导率(见图1)。回复磁导率产按(1)式计算:
式中:
g=4元×10-1H/m免费标准bzxz.net
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△B回复线两个端点的磁通密度之差,单位为特斯拉(T);一回复线两个端点的磁场强度之差,单位为安每米(A/m)。AH
8或,
KH)=-!
退磁曲线和回复线
BF-常激
图2退磁曲线和最大磁能积BH)的定义4
翻量原理
测量原理图见图3
说明:
电密铁轻头
H(磁场强度)盘较量:
H探头
B(J>-B盈应强度)或J(磁极化强度)测盘装既:Rx-Y记录设备:
—磁化电源,
转换开关。
B银图城了线图
图3测盘原理图
5磁化装叠
5.1磁化装置由电磁铁和磁化电源组。GB/T 3217--2013
5.2电磁铁由磁轭、极柱、极头和磁化绕组等组成。磁钜、极柱、极头和试样构成闭合磁路,见图4。极头移动装置
B(或)剧最线
电供性级柱
图4电磁铁结构示意图
研化统组
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5.3磁轭.极柱和极头应由矫顽力不大于100A/m的软磁材料制成,其结构应对称。为了减小因磁通迅速变化而产生的祸流,本标准推荐采用叠片铁心构成磁轭,极间距离1在一定范围内连续可调(可调范围由测试设备制造商和用户商定)。极面应为平面,表面粗糙度参数Ra值为3.2μm,两极面应平行并与磁场方向垂直。
5.4磁化绕组的位置应尽量靠近试样并互相对称,其轴线与极头轴线一致。5.5磁化电源:磁化电源应具有足够的容最,在测量时,磁化电源调节器应能在整个测还范内连续而平稳地改变磁场。磁化电流的不稳定度应不超过0,1%/min。5.6磁化装置应能产生使试样磁化到饱和的尴化场,饱和磁化场强度H的选择通常与待测试样的种类和内案矫顽力有关。即
Hur =KHe
系数K根据永磁材料的种类而变化,一般在3到5之问。永磁材料的饱和化场强度H是这样得到的:当磁化场强度由基一值增加50%时,测得试样的(BH)m或H。增加不超过1%,该磁场值就被认为是这种永磁材料的最低饱和磁化场强度值,5.7两极面间的磁化场,在试样、B(或J)测量线阈和感场探测器所占有的整个空间内应足够均勾。因此,极面几何授寸虚满足式(2)式(8):dt 2d +1.21
式中:
di-—一圆形极面直径或矩形极面的最短边长,单位为米(m);l'——极间距离,单位为米(m);
d,—垂直于磁场方向均勾区的最大尺寸,单位为米(m))。..-( 2)
工作时,极头中的通密度应比其饱和磁通密度低得多,以保证极面近似于磁等位面。实用上,对于电工纯铁极头的磁通密度应小于1T,对于含钻35%50%的铁钻合金极头的磁通密度应小于1,2 T
当满足上述条件时,在极面间的磁场均勾区内,磁场强度的变化不超过1%。6试样
6.1样取圆形(或矩形)裁面的柱体,为了使试样均匀磁化,其尺寸由5.7限定,试样长度应大于5mm。
6.2试样两端而应磨削到互.相互行,平行度不超过位公差等级9级,端面垂直于轴线,垂直度不超过形位公差等级9级,表面粗糙度参数Ra值应不大于3.2μm,以减小气隙(见9.4)。6.3试样横截面积沿整个长度方向应保持一致,其偏卷不超过它的最小横截面的1%,试样尺寸的测误差不得超过0.2%。
6.4、试样不应有外部和内部缺陷,例如,缺口、掉边、裂纹、砂眼和气孔等。6.5对于各向异性的永磁材料,在测最其磁性时,试样的磁化方向应与材料的易磁化方向一致。6.6对于温度系数较大的材料,例如铁氛体永磁材料,在测逐时试样温度变化不应超过土3℃。试样温度变化对测盘结果的影响参见附录A。6.7试样放置于磁化装暨两极面问的磁场均匀区内(见5.7)。试样的预化方问应与磁场方向一致。7磁通密度的诞量
7.1磁通密度的变化盘,采用一个B测量线图连接感应电压时阀积分器来测量。4
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7.2B测量线圈为均匀的单层,紧紧地绕于试样中部并对称于试样两端面。为了滑除由测量线圈引线而产生的附加感应电压,引线应绞合在一起。7.3感应电压时间积分器,可以是磁通计、电子积分器或其他自动装置。7.4表观磁通密度的变化量由式(4)计算:rtz
AB.. B, B, -
式中:
2解间的磁通密度,单位为特斯拉(T)t1 瞬间的磁通密度,单位为特斯拉(T):试样的横截面积,单位为平方米(m\):一测量线圈的匝数;
(t2一ti)时间段内感应电压的积分,单位为韦伯(Wb)。(4)
考到测量线圈中包括空气磁通,表观磁通密度变化量应修正,修正后的磁通密度变化最△B由式(5)计算。
武中:
AB = B, -MAH (A=A)
引起磁通密度变化△B的磁场强度变化量,单位为安每米(A/m);测量线圈的有效横截面积,单位为平方米(m\)。7.5磁通密度的测量误差不应超过 2%.8磁极化强度的测量
8.1磁极化强度的变化量,采用一个J测量线圈连接感应电压时问积分器来测量。5)
8.2测或线圈采用绝缘良好的细软铜线,均勾地绕在无磁的线圈骨架上。丁测量线圆由磁通测量线圜和磁场补偿线阅组成。磁通测量级阅和磁场补偿线阅应串联反藝,根据电磁铁极面的大小和试样尺寸,可以采用同心形或双心形(见图5)。研场补设图
盘研测盘面
同心邢
图 5 J量线圈
磁通测扭线菌和磁场补偿线圈应满足式(6):N,A, - NA=0
式中:
磁通测长线关的还数
A,-——磁通測黛线圈的横截面积,单位为平方米(m\):橙面
双心服
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N.磁场补偿线圈的匝数:
A:一磁扑偿线圈的横截面积,单位为乎方张(m)如果不满足上述关系,可用计算的方法进行修正。8.3磁极化强度的变化量由(7)式计算:1\ude
A -J-J,-ANJ
式中:
-t2瞬间的磁极化强度,单位为特斯拉(T):麟间的磁极化强度,单为特斯拉(T):-试样的横截面积,单位为平方米(m);(7)
J测量线的有效匝数,对于同心形测量线阁,N一N,一Nz;对于双心形J测盘线图,N N+
\Ud——(t—,)时间段内感应电压的积分,单位为韦伯(Wb)。8. 4 J测基线圈应完全置于 5. 7 规定的磁场均句区内。8. 5磁极化强度的测录误差不应超过 2% 。9磁场强度的测量
9.1磁场强度用磁场探测器配合相应的仪器测量,即通过量线圈连接7.3所述的积分器或藿尔探头配合电测假器测量,场探诞器的常数预先准,其引线绞在一起。9.2只有当试样表面的磁场强度矢量平行于试样侧面时,在试样表面直接测得的磁场强度才等于试样内部的磁场强度。因此封了获得试样内部的磁场强度,磁场探测器应尽戴靠近试样并耳对称于试样两端面,磁场探测器的测量方向与试样磁化方向一致。9. 3磁易探测器的大小和位置应确保使其处于以d,为直径的磁场均匀区内(见 5.7)。9.4除了按6.7的要求放置试样外,还应将试样夹紧:以减小由试样和极头之间的气隙而引起的测量磁场的误差(估算法按附录B)
9.5磁场强度的测量误差不应超过2%,10
退磁曲线的确定
10.1概述
退磁曲线可分为BH退磁曲线和J(H)退磁曲线,测得其中一种退磁曲线,另一种可根据公式B- J+HH换算得到。
退磁曲线的测量应在(23土5)℃的环境温度下进行。样品的温度测量通过贴在电磁铁极头表面的温度传感器实现,该温度传感器应由无磁材料制成。其他对温度敏感的测量仪器(如尔探头)也应充分考感温度波动带来的影响。
永磁材料磁性能温度系数测量方法按GB/T24270—2009。10. 2 H。≤600 kA/m的永磁材料10. 2. 1 将空的 B测量线关和磁场探测器,置于杂散场小于 0. 1 kA/m 的空间,仔细调整电子积分器和磁场测量仪到零位,然后如图3所示,将试样放人B测盘线图,并按9.4在电磁铁极头中夹紧。同时:磁场探测器按9.2罩子两极面之间。6
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10.2.2用电磁铁将试样磁化到饱和状态,然后使磁化电流单调减小到零。再改变磁化电流方向,慢慢增加磁化电使退磁曲线通过H。或H点(见图1)。记录退磁曲线上各点的磁通密度值和相应的磁场强度值,即可得到退磁曲线,10.2.3对于磁通密度和磁场强度之间存在较大滞后现象的材料,磁场强度的变化速度应足够慢,为了保证准确的积分,电子积分器的时间常数应该足够大,零点漂移应足够小。10.3H>600 kA/m的永磁材料
10,3.1测量前,预先用脉冲磁化器或超导螺线管将试样磁化到饱和状态。对于处于磁中性状态的试样,磁化场应达到 1~1. 5 倍该材料的,H -具有磁化历史的试样,则需要更高的 3~5 倍 H,r磁化场强度才能将试样磁化饱和。
10.3.2测量用的电磁铁极头应有锁紧机构,以防止在高磁场下产生的机械力挤碎试样。10.3.3将空的测单线圈和磁场探测器置于杂散场小于0.1kA/m的空间,存细调整测量装置的零点測移,待测盘装置稳定后,将试样放入」测量线腾(如图3所示),注意试样的充磁方间应与测量时磁化方向一致,按9.4在磁化装置中夹紧。同时,将磁场探测器按9.2贸于两极面之间。10.3.4用电磁铁磁化试样,磁化方向与10.3.1一致,然后将磁化电流单调碱小到等,再改变磁化电流方向,缨慢增加磁化电流使退磁曲线通过H或H。点(见图1):记录退磁曲线上各点的磁通密度值和相应的磁场强度值,即可得到退磁曲线。10.3.5对于磁通密度和磁场强度之间存在较大滞后现象的材料,按照10.2.3执行。10.3.6也可把J测量线圈换成B测量线圈,按照上述方法描绘出B(H)曲线,但是,试样与B测量线圈之间的气隙要足够小,以减少测量误差。11基本磁参量的确定
11.1剩磁B,
描绘出退磁曲线后,取退磁曲线与B轴交点的磁通密度值(见图1)。11.2最大磁能积(BH)
最大磁能积11.3矫顾力H.和内豌矫顽力H
B(H)退磁曲线与B=0直线交点的磁场强度值为HJ(H)退磁曲线与J=O直线交点的磁场强度值为H.(见图1)。
11.4回复曲线和回复磁导率4的确定根据需要取退磁曲线上某一点(Hm,B)作为回友线的基点(见图1),当退磁曲线的测量到达A(HBre)点时,改变磁化场的变化方向:使其变化量为 AH(到达C点)后再回到A(Hec,Br)点,即得到国复线。由回友线的平均斜率,求得回复磁导率(见图1)。一般μ沿退磁曲线不是常数,所以应标明相应的 H,B和AH值。12试验接置的校准
12.1试验装置应定期校准。试验装置所用的磁场探测器,J测线圈、积分器等,应定期送计量部门7
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检定。
为保证永磁材料磁参数测量的准确一致,采用国家计部门检定的标准试样,对各个燃性参数的测量结果进行对比。标准试样应定期送计量部门检定。3试验报告
试验报告按需要可包括如下内容:试样材料的种类、牌号;
试样形状和尺寸;
—·所用仪器的类型;
饱和磁化场强度Hx值;
一剩磁B
矫顽力 Ha或内素矫颜力 Ha;
最大磁能积(BH)m值及坐标B.值和H值回复磁导率值及HBAH值
磁滞回线或退磁曲线;
-一测量时的环境温度;
一对于磁各向异性的试样,标明磁化方向。8
附录A
(资料性附录)
试样温度对测量结果的影响
表A.1所列为各种永磁(硬磁)材料的B,和H。温度系数。表A.1永磁材料的B,和。温度系数材料
铝锦钻永磁
铁铬钻永磁
铁钴钒铬水磁
稀土钴永磁
稀土铁硼永础
铁氧体永磁
@(B,)/(%/C)
- 0. 05 ~ - 0. 03
0. 04 -- -- 0. 03
- 0. 12-- - 0. 09
GB/T 3217—2013
(H)/(%/t)
0. 07-+0. 03
— 0. 3 ~ — 0. 25
— 0. 9-- — 0. 45
+0. 20~+0. 50
当测量铁氧体永磁和稀土类永磁时,建议将环境温度的波动控制在士1以内。9
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