DE877638C

DE877638C - Magnetic tester for permanent magnets

Info

Publication number: DE877638C
Application number: DEB12019A
Authority: DE
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1946-12-10
Filing date: 1950-10-17
Publication date: 1953-05-26

Description

Magnetisches Prüfgerät für Dauermagnete Zur betriebsmäßigen Prüfung von Dauermagneten sind bereits verschiedene Prüfgeräte vorgeschlagen worden. Mit diesen Geräten konnte aber die Forderung nach einem schnellen und genauen Prüfungsverfahren im magnetischen Arbeitspunkt nicht erfüllt werden.Magnetic tester for permanent magnets For operational testing Various testing devices of permanent magnets have already been proposed. With However, these devices could meet the requirement for a fast and accurate test procedure are not met in the magnetic operating point.

Da der größte Teil der heute verwendeten Dauermagnete planparallele Stirnflächen hat, kann eine Messung solcher Magnete in einem an sich bekannten Eisenjoch I mit verschiebbaren Polbacken 2 (vgl. Abb. I) erfolgen. Die Anzeige der Induktion dieser Dauermagnete kann in an sich bekannter Weise auf verschiedene Art erfolgen, z. B. in einem im ntagnetischen Prüfkreis angeordneten Luftspalt durch Herausziehen oaer Kommutieren einer lnduktionsspule mit oder ohne Eisenkern, mit dem ballistischen Galvanometer oder durch elektrodynamische Ablenkung einer Drehspule oder durch Messung der elektromotorischen Kraft, die in einer im Luftspalt rotierenden Spule erzeugt wird. Since most of the permanent magnets used today are plane-parallel Has end faces, such magnets can be measured in a known iron yoke I with movable pole jaws 2 (see Fig. I). The display of induction these permanent magnets can be made in a known manner in various ways, z. B. in an air gap arranged in the magnetic test circuit by pulling it out or commutation of an induction coil with or without an iron core, with the ballistic Galvanometer or by electrodynamic deflection of a moving coil or by measurement the electromotive force generated in a coil rotating in the air gap will.

Für die Messung solcher Magnete mit planparallelen Stirnflächen im magnetischen Arbleitspunkt war nun bisher eine Messung der dazugehörigen Feldstärke, z. B. mittels eines auf die Probe aniges etzten magnetischen Spannungsmessers, nötig. Diese Feldmeßverfahren arbeiten zwar sehr genau, sind aber wegen ihres relativ großen Zeitaufwandes, der für die betriebsmäßige Messung von Tausenden von Magneten nur etwa 3 bis 4 Sekunden pro Stück betragen darf, zu umständlich und zeitraubend. Eine Messung der scheinbaren Remanenz, die sich sehr schnell durchführen ließe, entspricht aber in den seltensten Fällen dem Arbeitspunkt des Magnets, da die scheinbare Remanenz nur von den Dimensionen des Magnets abhängt, während der magnetische Arbeitspunkt ,,a,uch durch die übrigen Teile des magnetischen Kreises, wie Weicheisenpolschuhe und Luftspalt, beeinflußt wird. For the measurement of such magnets with plane-parallel faces in the magnetic work point was now a measurement of the associated field strength, z. B. by means of a magnetic voltmeter attached to the sample, necessary. These field measurement methods work very precisely, but are because of their relatively large Time expended for the operational measurement of thousands of magnets only may be around 3 to 4 seconds per piece, too cumbersome and time-consuming. One Measurement of the apparent remanence, which can be carried out very quickly, corresponds to but in the rarest cases the working point of the magnet, since the apparent remanence depends only on the dimensions of the magnet, while the magnetic working point ,, a, uch through the remaining parts of the magnetic circuit, like soft iron pole pieces and air gap, is influenced.

Für eine schnelle Prüfung ist es daher unbedingt notwendig, auf eine besondere Messung der Feldstärke zu verzichten und diese nur ans dem Entmagnetisierungsstrom zu ermitteln. Schaltet man nun einen Magnet 5 in den magnetischen -Prüfkreis I, 4, 2 ein und magnetisiert ihn mit den beiden Magentisierungsspulen 6 und 7, so arbeitet der Magnet 5 nach Ausschaltung des Magnetisierungsstromes auf einem Punkt der Entmagnetisierungskurve, der infolge der entinagnetisierenden Wirkung des Luftspaltes 8 unterhalb ~der wahren Remanenz des Dauermagnetwerkstoffes liegt. Da, die Lage dieses Punktes auf der Entmagnetisierungskurve nun nicht nur von den Dimensionen des Magnets und von der Magnetstahlsorte, sondern auch von der Größe des Luftspaltes 8 des Prüfgerätes abhängt, stellt auch dieser Punkt nicht den magnetischen Arbeitspunkt dar und kann somit auch nicht zur Prüfung des Dauerrnagnets herangezogen werden. Schickt man nun durch die Spiulen 6 und 7 einen entmagnetisierenden Strom, so kann man je nach der Stärke dias Stromes zwar jeden beliebigen Punkt auf der Entmagnetisierungskurve einstellen, es ist aber nicht möglich, allein aus der Stromstärke in den Spulen 6 und 7 in eindeutiger Weise auf die magnetische Feldstärke im Dauermagnet zu schließen. Versuche haben ergeben, daß in solchen Fällen, die Koerzitivkraft immer zu niedrig gemessen wird, weil durch die Entmagnetisierungsspule der gegenüber dem Querschnitt des Magnets viel größere Querschnitt des Eisenjoches mitmagnetisiert und entmagnetisiert wird. Da nun die Ummagnetisierung des Eisenjoches bei viel kleineren Feldstärken eroflgt als die des zu prüfenden Magnets, ergibt sich daraus, daß die kleinere Koezitivkraft des Eisenjoches die Meßwerte Ider Koerzitivkraft des Magnets erniedrigen. muß. Was für den Punkt der Ko-erzitivkraft gilt, gilt natürlich' in gleicher Weise für alle Feldwerte auf der Entmagnetisierungskurve. Die Größe dieses Meßfehlers kann sehr beträchtlich sein und hängt von der Magnetstahlsorte sowie vom Magnetquerschnitt ab. Es ist daher mit der bisher beschriebenen Anordnung nur möglich, eine schnelle, jedoch keine einigermaßen genaue betriebsinäßige Prüfung von Dauermagneten vorzunehmen. For a quick check it is therefore absolutely necessary to refer to a to forego special measurement of the field strength and only use this on the demagnetizing current to investigate. If you now switch a magnet 5 into the magnetic test circuit I, 4, 2 and magnetizes it with the two magnetization coils 6 and 7, so it works the magnet 5 after switching off the magnetizing current at a point on the demagnetizing curve, due to the de-magnetizing effect of the air gap 8 below ~ the true Remanence of the permanent magnet material lies. There, the position of this point on the demagnetization curve now not only on the dimensions of the magnet and the type of magnet steel, but also depends on the size of the air gap 8 of the test device, this also represents Point does not represent the magnetic operating point and can therefore not be used for testing of the permanent magnet. If you now send through the coils 6 and 7 a demagnetizing current, one can, depending on the strength of the current, of course set any point on the demagnetization curve, but it is not possible, solely from the current strength in the coils 6 and 7 in a clear manner to close the magnetic field strength in the permanent magnet. Tests have shown that in such cases, the coercive force is always measured too low, because by the degaussing coil is much larger than the cross-section of the magnet Cross-section of the iron yoke is also magnetized and demagnetized. Since now the Magnetization reversal of the iron yoke takes place at much smaller field strengths than the of the magnet to be tested, results from the fact that the smaller coezitive force of the Iron yoke lower the measured values of the coercive force of the magnet. got to. What kind of the point of co-creation applies, of course, applies in the same way to all field values on the demagnetization curve. The size of this measurement error can be very considerable and depends on the type of magnet steel and the magnet cross-section. It is therefore only possible with the arrangement described so far, a fast one, but not one to carry out a reasonably accurate operational test of permanent magnets.

Gemäß der Erfindung wird aber eine zugleich schnelle und genaue Messung von Dauermagneten dadurch ermöglicht, daß man die Entmagnetisie'-rungsspule 9 im Querschnitt nur wenig größer als den Dauermagnet macht, so daß in der Hauptsachte nur der Dauermagnet entmagnetisiert wird und nicht, wie bei Verwendung der größeren Spulen 6 und 7, der ganze Querschnitt des Weicheisenjoches. Die Entmagnetisierungsspule 9 soll den Magnet so eng als möglich umschließen und daher zweckm-äßig nur eine bis zwei Drahtlagen umfassen. Bei der Anordnung der Entmagnetisierungsspule gemäß der Erfindung wird somit der Meßfehler auf ein Minimum herabgedrückt, da die Feldstärke jetzt relativ genau direkt aus dem entmagnetisierenden Strom berechnet werden kaim. According to the invention, however, a measurement that is both fast and accurate is achieved of permanent magnets made possible by the demagnetization coil 9 in the Cross-section makes only a little larger than the permanent magnet, so that in the main only the permanent magnet is demagnetized and not, as when using the larger one Coils 6 and 7, the whole cross section of the soft iron yoke. The degaussing coil 9 should enclose the magnet as tightly as possible and therefore only one to include two layers of wire. With the arrangement of the degaussing coil according to the invention, the measurement error is thus suppressed to a minimum, since the field strength can now be calculated relatively precisely directly from the demagnetizing current kaim.

Eine besondere Feldmessung wird dadurch überflüssig. Für die Aufmagnetisierung kann zwar grundsätzlich ebenfalls die Spule g verwendet werden, jedoch empfiehlt es sich mit Rücksicht auf die Erwärmung derselben, bei den erforderlichen hohen Magnetisierungsfeldstärken hierfür die Spulen 6 und 7 mit ihrem größeren Kupfervolumen zu belassen und die Spule 9 nur für die Entmagnetisierung des Magnets zu verwenden.A special field measurement is thus superfluous. For magnetization Although the coil g can in principle also be used, it is recommended taking into account the heating of the same, at the required high levels Magnetization field strengths for this are the coils 6 and 7 with their larger copper volume to leave and to use the coil 9 only for the demagnetization of the magnet.

Zur Ersp,arung von Amperewindungen bei der Magnetisierung wird in an sich bekannter Weise ein magnetischer Kurzschlußbügel 10 vorgesehen, der gemäß vorliegender Erfindung mittels des Handgriffes 11 um den Drehpunkt 12 gedreht werden kann, so daß der magnetische Kurzschluß bei der Messung aufgehoben wird (vgl. Abb. 2). To save ampere turns during magnetization, in In a known manner, a magnetic short-circuit clip 10 is provided, which according to According to the present invention, the handle 11 can be rotated about the pivot point 12 so that the magnetic short-circuit is eliminated during the measurement (see Fig. 2).

Diese Führung des Kurzschlußbügels ist für ein schnelles Arbeiten des Gerätes unbedingt erforderlich. Die Drehbewegung des Bügels hat sich dabei als besonders zweckmäßig erwiesen, kann aber auch durch eine Parallelbewegung mit Hilfe eines Schlittens ersetzt werden.This guide of the short-circuit clip is for quick work of the device is absolutely necessary. The rotation of the bracket has turned out to be Proven to be particularly useful, but can also be helped by a parallel movement of a slide can be replaced.

Zur weiteren Zeitersparung bei der magnetischen Prüfung und zur Gewährleistung der Betriebssicherheit wird gemäß einer - Weiterbildang des Erfindungsgedankens durch den magnetischen Kurzschlußbügel beim Kurzschließen des Luftspaltes der Magnetisierungsstrom durch den Kontakt 13 eingeschaltet, mit dem ein weiterer Kontakt 14 elektrisch in Serie geschaltet ist, der gesondert mit dem Handgriff 11 betätigt wird und vorzugsweise in diesem an gebracht ist. Der Zweck dieser Maßnahme ist die Vermeidung zu großer Zugkräfte beim Abreißen des Kontaktes I3. Dies müßte im Punkt der Sättigung geschehen, während das Ausschalten des Magnetisierungsstromes mit dem Kontakt 14 im Punkt der wahren Remanenz erfolgt. To further save time with the magnetic test and to guarantee the operational safety is according to a - further development of the inventive concept The magnetizing current is caused by the magnetic short-circuit bar when the air gap is short-circuited switched on by contact 13, with which another contact 14 is electrically connected Is connected in series, which is operated separately with the handle 11 and preferably in this is brought on. The purpose of this measure is to avoid being too big Tensile forces when the contact is torn off I3. This should be done at the point of saturation, while switching off the magnetizing current with the contact 14 at the point of true remanence occurs.

Da die wahre Remanenz nur etwa den halblen Wert der Sättigung hat, erniedrigt sich die aufzuwendende Zugkraft auf ein Viertel des Wertes, de:r ohne Anordnung des Kontaktes 14 erforderlich wäre. Der Kontakt I 3 ist deshalb notwendig, damit nicht durch vorzeitiges Betätigen des Kontaktes 14 bei nichtgeschlossenem Kurzschlußbügel der Magnet ungenügend aufmagnetisiert wird.Since the true remanence is only about half the value of the saturation, the pulling force to be used is reduced to a quarter of the value, de: r without Arrangement of the contact 14 would be required. Contact I 3 is therefore necessary thus not by prematurely actuating the contact 14 when it is not closed Short-circuit bow the magnet is insufficiently magnetized.

Zur weiteren Vermeidung von besonderen Handgriffen, die zu Fehlschaltungen führen könnten, sowie Zeitersparung ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung lein weiterer Kontakt 15 vorgesehen, der beim Drehen des Kurzschlußbügels in die strichlierte Stellung (vgl. Abb. 2) den Entmagnetisierungsstromkreis automatisch schließt. To further avoid special manipulations that lead to incorrect switching could lead, as well as time saving is according to a further embodiment of the invention Another contact 15 is provided, which when turning the short-circuit clip in the dashed position (see. Fig. 2) the degaussing circuit automatically closes.

Nach dem Betätigen dieses'Kontaktes wird ein weiterer Kontakt 16 automatisch eingeschaltet, der den Stromkreis für das Galvanometer schließt, das für die Messung der Induktion mittels der Drehspule 4 dient. Durch die zwangsläufige Kupplung der mechanischen Bewegung des Kurzschlußbügels mit dem beschriebenen elektrischen Schaltvorgängen werden Schaltfehler mit Sicherheit vermieden.After this' contact has been actuated, a further contact 16 is automatically activated switched on, which closes the circuit for the galvanometer that is used for the measurement the induction by means of the rotating coil 4 is used. Due to the inevitable coupling of the mechanical movement of the shorting bar with the described electrical switching operations, switching errors are avoided with certainty.

Durch das Gerät gemäß der Erfindung wird somit ein schnelles, genaues und betriebssicheres Messen von Dauermagneten in dem magnetischen Arbeitspunkt auch bei allergrößten Stückzahlen sogar durch ungeübte Arbeitskräfte ermöglicht. The device according to the invention thus provides a fast, accurate one and reliable measurement of permanent magnets in the magnetic operating point too even made possible by inexperienced workers for very large numbers.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Magnetic testing device for permanent magnets with at least two plane-parallel surfaces, which a closing yoke made of soft iron with two magnetic contains air gaps connected in series, one of which for the purpose of clamping of the magnet to be tested is adjustable and the other, unchangeable, for measurement the induction of the magnet is used by a known method, and which one only has the winding attached to the magnet to be measured, with the one after the previous one Magnetization the demagnetization of the magnet down to the desired magnetic Operating point is made on the demagnetization curve, characterized in that that the demagnetizing winding only has a slightly larger average cross-section than the magnet and only has one or two winding layers.

2. Magnetic tester according to claim 1 with one for bridging the air gap in the magnetization used magnetic short-circuit clip, characterized in that the short-circuit bell is movable and preferably in a guide is designed to be rotatable.

3. Magnetic testing device according to claims I and 2, characterized in that that a short-circuit clip is provided, which is connected to a switch on the magnetizing current and contact (I3) to be actuated at the same time as the short-circuiting of the air gap is in connection, with which another, expediently in the handle of the shorting clip accommodated contact (14) to be operated with this is connected in series, to switch off the magnetization storm and thereby to facilitate the Lifting the short-circuit clip is used.

4. Magnetic testing device according to claims 1 to 3, characterized through an electrical contact (Is) that occurs when the magnetic short circuit is opened the demagnetization circuit closes and it closes the magnetic Short circuit interrupts again.

5. Magnetic testing device according to claims i to 4, characterized by a contact (16), which after the closing of the contact (15) for the degaussing circuit the circuit for the galvanometer closes that for the measurement of the induction is used by means of the moving coil.