JPH0474677B2

JPH0474677B2 -

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Publication number: JPH0474677B2
Application number: JP10892790A
Authority: JP
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1992-11-26
Also published as: JPH03115876A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、磁性材料の鉄損測定装置に関するも
のである。

従来から行われている磁性材料の鉄損測定装置
の一つに、第１図に示すような磁気センサ１を使
用する装置がある。ここにいう鉄損測定装置とは
絶対値ではなくある一定の磁界あるいは磁束等の
条件で較正された標準試料に対する比が測定でき
るものである。この磁気センサ１は、断面がほぼ
コの字形の鉄心２に、一次コイル（励磁コイル）
３及び二次コイル（出力二次電圧コイル）４を巻
いて構成され、一次コイル３は交流電源５及び増
幅器６を介して電計力７に接続され、二次コイル
４は増幅器８を介して電力計７に接続されてい
る。いま、磁性材料９の表面に磁気センサ１の、
鉄心２の開口端２ａ，２ｂを接触させて、交流電
源５により、一次コイル３を励磁すると、磁束は
鉄心２から磁性材料９の中を、矢印で示すように
流れ、再び鉄心２に戻る磁路を形成し、この磁束
により二次コイル４には電圧が誘起される。この
電圧を増幅器で増幅して、出力二次電圧として電
力計７に出力する。電力計７では、二次コイル４
からの出力二次電圧と、一次コイル３の励磁電流
を入力して、これ等を乗算して磁性材料９と鉄心
２の鉄損を表示する。この場合、鉄心２の鉄損
を、磁性材料９の鉄損に比べて十分に小さくして
おけば、電力計７に表示された鉄損は、ほぼ磁性
材料９の鉄損と考えてよい。

しかし、この場合、磁性材料９の表面に凹凸が
あると、磁気センサ１の鉄心２の開口端２ａ，２
ｂを磁性材料９の表面に接触させた場合、磁気セ
ンサ１の鉄心２の端面２ａ，２ｂと、磁性材料９
の接触面の間に空隙を生じ、磁気抵抗が増加する
ので磁束が漏洩し、磁性材料９内を流れる磁束の
磁束密度が減少する。一実施例によると、0.01mm
の空隙があると、磁性材料９内の磁束密度は約21
％減少する。一般に、鉄損は磁束密度のほぼ２乗
に比例するから、漏れ磁束は鉄損の測定精度に大
きな影響を及ぼす。従つて、前記の従来の鉄損測
定装置では、磁性材料９と磁気センサ１の鉄心２
の端面２ａ，２ｂの間に空隙が生ずると、漏れ磁
束のために鉄損の測定精度が低下し、磁性材料９
の鉄損測定に大きな誤差を生ずるという欠点があ
つた。

また、一般に、磁性材料に作用する応力と鉄損
の間には密接な関係があり、横軸に引張応力及び
圧縮応力を、縦軸に鉄損を取り、磁性材料に作用
する応力と鉄損の関係を示すと第２図のようにな
る。即ち、磁性材料に圧縮応力が作用する時は、
圧縮応力と鉄損はほぼ直線関係にあるので、この
関係を利用し、圧縮応力の作用している磁性材料
の鉄損を測定すれば、高精度でその圧縮応力を求
めることができる。いま、第２図において、磁性
材料に圧縮応力が作用していない時の鉄損を
Wo、圧縮応力σの作用した時の鉄損をWiとする
と、圧縮応力σは（Wi−Wo）に比例する。従つ
て、比例常数をαとすると、磁性材料に作用する
圧縮応力σは、 σ＝α（Wi−Wo） ……(1) から求めることができる。ここに、比例常数α
は、磁束量、磁性材料の種類、鉄損測定に使用し
た磁気センサの種類等によつて決まるものであ
る。

従つて、磁性材料に圧縮応力が作用していない
時の鉄損Woと、圧縮応力が作用している時の鉄
損Wiを測定すれば、前記の(1)式から、その磁性
材料に作用している圧縮応力σを求めることがで
きる。しかし、第１図に示すような従来の鉄損測
定装置では、磁性材料９と磁気センサ１の鉄心２
の端面２ａ，２ｂとの間に空〓があると、前記の
ような理由により、鉄損測定精度が低下し、磁性
材料９に作用する圧縮応力の測定にも大きな誤差
を生ずるという欠点があつた。

本発明は、前記の欠点を除去するためになされ
たもので、磁気センサと磁性材料の接触面の間に
空〓があつても、高精度で鉄損を測定することが
できる鉄損測定装置を提供することを目的とする
ものである。

以下、本発明の一実施例を図面について説明す
る。

第３図は本発明の鉄損測定装置の一実施例の説
明図である。

なお、第１図、第３図において、同一番号は同
一部材を示す。

第３図において、鉄損測定装置１０は、交流電
源５と、電力計７と、磁気センサ１２と、増幅器
１８より構成されている。

磁気センサ１２は、内側鉄心１３と、この内側
鉄心１３の背部に巻かれた電圧コイル１４及びそ
の脚部に巻かれた検出コイル１５と、内側鉄心１
３を覆うように、その外側に設けられた断面がほ
ぼコの字形の外側鉄心１６と、この外側鉄心１６
に巻かれた励磁コイル１７とから構成されてい
る。内側鉄心１３は、断面がほぼコの字形の形状
を有し、電圧コイル１４と検出コイル１５の間に
各脚部からそれぞれ内部に向けて突起１３′，１
３″が設けられ、この突起１３′，１３″の間には、
磁気抵抗を調整するための空〓が設けられてい
る。そして電圧コイル１４を交流電源５と、電力
計７の電圧端子に接続し、検出コイル１５を演算
増幅器１８（以下、増幅器１８と略記する。）の
入力側に接続し、また、励磁コイル１７の一端を
電力計２０を介して電力計７の電流端子に接続す
る。励磁コイル１７の他端は、増幅器１８の出力
側の一端に、増幅器１８の出力側の他端は電力計
７の電流端子に接続する。電圧コイル１４には、
電圧コイル１４の電圧を測定する電力計１９が並
列に接続されている。今、磁気センサ１２を磁性
材料９の表面に配置して、電圧コイル１４を交流
電源５により、一定電圧で励磁すると、磁束は内
側鉄心１３内を矢印の方向に流れ、一部分は突起
１３′から空〓を介して突起１３″を通り元に戻る
第１内側磁路Ａを形成し、他部分は内側鉄心１３
の一方の脚部から磁性材料９の中を、矢印の方向
に流れ、内側鉄心１３の他方の脚部に戻る第２内
側磁路Ｂを形成する。この第２内側磁路Ｂを流れ
る磁束により、検出コイル１５に電圧が誘起され
る。この検出コイル１５に誘起された電圧を、増
幅器１８で増幅して、電力計７及び電流計２０を
介して、この検出コイル１５に誘起された電圧を
打消す方向に励磁コイル１７に印加すると、励磁
コイル１７に電流が流れ、磁束は外部鉄心１６か
ら磁性材料９の中を流れ、その磁束の一部分は、
矢印で示すように、内側鉄心１３の一方の脚部か
ら入り、内側鉄心１３の中を流れ、内側鉄心１３
の他方の脚部から出て、再び磁性材料９の中を流
れて、外側鉄心１６に戻る外側磁路Ｃを形成す
る。この場合、増幅器１８の増幅率を極めて大き
くしておき、外側鉄心１６から、内側鉄心１３に
分流した磁束で、電圧コイル１４の励磁により発
生し、内側鉄心１３内を流れる磁束を打消させ、
検出コイル１５部の磁束が殆んど零になるように
すると、内側鉄心１３の各脚部の起磁力は殆んど
零となり、内側鉄心１３の各脚部の突起１３′，
１３″の近傍の２点Ｘ−Ｙ間の起磁力と、内側鉄
心１３の各脚部の端面と対向する磁性材料９内の
２点Ｕ−Ｖ間の起磁力が等しくなる。この時検出
コイル１５部の磁束は殆んど零となつて、電圧コ
イル１４の電圧は、Ｘ−Ｙ間の磁束に相当し一定
となる。またＵ−Ｖ間の起磁力も一定なのでその
起磁力に相当する磁束が流れる。すなわち電圧コ
イル１４の電圧は相対的にＵ−Ｖ間の磁束に対応
する値になる。従つて、この時の電圧コイル１４
の電圧と、励磁コイル１７の電流を電力計７で測
定すれば、磁性材料９のＵ−Ｖ間の起磁力を一定
とした鉄損に相当した値となる。このように、内
側鉄心１３の各脚部の磁束を殆ど零にすれば、内
側鉄心１３の端面と、磁性材料９の間の空〓の大
小に関係なく、常に高精度で磁性材料９のＵ−Ｖ
間の起磁力を一定とした鉄損に相当した値を測定
することができる。ここで絶対値が必要な場合
は、エプスタイン装置等により鉄損がわかつてい
る磁性材料により較正すればよい。

従つて、磁性材料９の表面と、磁気センサの内
側鉄心の端面の間に空〓があつても、その空〓の
大小に関係なく、常に高精度で磁性材料９に作用
する応力を前記の(1)式より求めることができる。
尚、前記実施例の検出コイル１５のかわりに、ホ
ール素子等のセンサを使用してもよいことは自明
である。以上のように、本発明の鉄損測定装置
は、磁性材料の表面と磁気センサの内側鉄心の端
面の間に空〓があつても、その空〓の大小に関係
なく、高精度で磁性材料の鉄損を測定することが
できる。従つて、前記の(1)式より空〓により測定
誤差を生ずることなく、常に高精度で磁性材料の
応力を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の鉄損測定装置の説明図、第２図
は磁性材料に作用する応力と鉄損の関係を示す特
性曲線図、第３図は本発明の鉄損測定装置の一実
施例の説明図である。５…交流電源、７…電力計、９…磁性材料、１
０，１０′…鉄損測定装置、１２，２１…磁気セ
ンサ、１３，２２…内側鉄心、１３′，１３″…突
起、１４…電圧コイル、１５…検出コイル、１６
…外側鉄心、１７…励磁コイル、１８…増幅器、
１９…電力計、２０…電流計。

Claims

【特許請求の範囲】

１断面略コの字形で背部に電圧コイルを脚部に
検出コイルを巻装するとともに前記脚部の間に磁
気抵抗の高いバイパスを形成した内側鉄心と、断
面略コの字形で開口端を前記内側鉄心の開口端と
同一平面同一方向に設け、背部に励磁コイルを巻
装した外側鉄心とからなる磁気センサと；前記電
圧コイルを励磁する交流電源と；入力側が前記検
出コイルに、出力側の一端が電力計の電流端子
に、他端が励磁コイルの一端に接続された増幅器
と；前記電圧コイルは電圧端子に、励磁コイルの
他端と増幅器の一端は電流端子に接続された電力
計とからなることを特徴とする鉄損測定装置。