[发明专利]用于对电工钢片分类的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对电工钢片分类的方法，所述电工钢片用于电机的制造并且以绕带的形式存在。

背景技术

在电设备、例如功率变压器运行时出现的噪声排放尤其在该设备安装在居住区附近时被察觉为是干扰性的。因此在制造低噪声的功率变压器时力求使用具有尽可能小的磁致伸缩的软磁材料。但是在实践中，对软磁材料的分类被证实为困难的。通常，为了分类的目的，从绕带（在稍后的处理步骤中从该绕带中冲压出用于变压器芯的钢片部分）中提取样本并且在测量装置中在磁致伸缩特性和其他磁性质方面分析该样本。在此首先出现的问题是，已知的测量装置不提供一致的测量结果。另一方面，测量结果取决于样本提取的位置：有可能在绕带开始处提取的样本和在绕带结束处提取的样本分别显示出强烈不同的磁致伸缩特性。对于电机的噪声特性的令人满意的预测利用已知的测量和分类方法几乎是不可能的。

发明内容

本发明的任务是说明一种用于对电工钢片分类的方法，利用该方法能够更好地预测电机的噪声特性以及必要时也能够更好地预测电机的磁损耗。

该任务通过具有权利要求1的特征的方法来解决。有利的构型在从属权利要求中定义。

在基本构思中本发明假定，为了对软磁最初产品进行分类不研究从所供给材料中提取的样本，而是在整体上研究在制造车间中供给的绕带。为此，所述绕片（Blechwickel）—或者也称为线圈（Coil）—配备有励磁绕组。借助于馈送装置在卷绕的扁平带中产生时变磁通。该时变磁通由于磁致伸缩而导致绕带的形状变化。相应于所述磁致伸缩地产生在磁材料的优先方向上的振荡。借助于测量装置测量所述绕带的与优先方向垂直分布的形状变化并且必要时还测量测量磁损耗并且输送给分析装置。在所述分析装置中，对噪声电平（声波功率电平）和损耗指数进行计算并且将这些值分配到各个类别。以此方式，可以更好地预测电机的预期运行特性，也就是针对预期的噪声特性以及必要时还在预期的磁损耗方面更好地预测。通过根据本发明的方法，在生产开始之前可以从所供给的绕带中滤出对于电机的低噪声运行来说表现为特别好地适合的绕带或表现为不那么好地适合的绕带。因为以线圈的整体来评估线圈，所以分类结果不再取决于样本提取的位置。该预测在利用本发明方法的情况下准确得多。尤其是在制造大型机器、例如低噪声的功率变压器时，根据本发明的方法具有高的经济意义。执行电工钢片的分类或分级的分析装置可以基于预先给定的特征（噪声电平、损耗）来自动进行向各类别的划分。所述分析单元例如是相应修改过的个人计算机（PC），其可以比较简单地由自身已知的硬件部件和软件部件组合而成。所述电工钢片到噪声类别的分配在生产中仅需要小的成本。该分类方法几乎不易受到干扰。

在绕片的轴向上，可以在测量技术上特别简单地检测绕带的形状变化，所通过的方式是在绕带的一个端面或必要时两个端面处布置传感器装置，所述传感器装置检测绕带轴向上的振荡。

如果在每个端面处布置多个探测器，则可以通过简单的方式对长度变化取平均。

为了探测线圈的形状变化，可以有利地使用常规可用的加速度传感器。从加速度传感器的信号中可以通过简单的方式计算出速度信号，该速度信号可以在进一步的结果中通过傅立叶分析分解成各个频率分量。然后，振荡频谱可以比较简单地被换算成与噪声成比例的频率并且在进一步的步骤中分配给噪声类别。

适宜的是，在对电工钢片分类时已经考虑到电机的稍后的运行条件，也就是说，用50Hz（欧洲）或60Hz（美国）以及可变的幅度来向励磁绕组馈电。

已经证实，有利的是可以在介于0.5T至2T之间的技术相关间隔中渐进地预先给定借助于励磁绕组在绕带中产生的磁通。在实践中，在此约0.1T的增量已经证实为有利的。由此可以确定与磁调制有关的预期噪声特性。

如果在分析探测器的测量信号时只使用具有预先给定频率（100Hz、150Hz、200Hz、…或120Hz、180Hz、240Hz、…）的整数倍的速度幅度，则尤其是可以实现对电工钢片的噪声特性的良好分类。

此外，将频谱速度分量归一化到绕带的确定宽度上、例如归一化到1m的宽度上可以是有利的。由此可以进行与所供给线圈的尺寸无关的分类。

一种特别精确的预测可以通过如下方式实现：通过在一个或两个端面处的多个传感器检测绕带的振荡并且对这些测量信号进行取平均。

有利的是，将所测量的值换算成噪声电平（声波功率电平）并且保存在数据库中，从而可以为磁通密度的确定值分别分配钢片材料在运行时出现的确定的形状变化。