铁芯磁化实验

变压器铁芯的磁化（一）
脉冲序列对单激式开关电源变压器铁芯的磁化
 为了简单起见，我们把单激式变压器开关电源等效成如图2-1所示电路，其中我们把直流输入电压通过控制开关通、断的作用，看成是一序列直流脉冲电压，即单极性脉冲电压，直接给开关变压器供电。

这里我们特别把变压器称为开关变压器，以表示图2-1所示电路与一般电源变压器电路在工作原理方面还有区别的。

 在一般的电源变压器电路中，当电源变压器两端的输入电压为0时，表示输入端是短路的，因为电源内阻可以看作为0；而在开关变压器电路中，当开关变压器两端的输入电压为0时，表示输入端是开路的，因为电源内阻可以看作为无限大。

 在图2-1中，当一组序列号为1、2、3、…的直流脉冲电压分别加到开关变压器初级线圈a、b两端时，在开关变压器的初级线圈中就会有励磁电流流过，同时，在开关变压器的铁芯中就会产生磁场，在磁场强度为H的磁场作用下又会产生磁通密度为B的磁力线通量，简称磁通，用“Φ ”表示。

 在变压器铁芯中，磁通密度B或磁通Φ受磁场强度H的作用而发生变化的过程，称为磁化过程；因此，用来描述磁通密度B与磁场强度H之间对应变化的关系曲线，人们都把它称为磁化曲线。

图2-2是单激式开关变压器铁芯被磁化时，磁通密度B与磁场强度H之间对应变化的关系曲线图。

 顺便指出，在分析变压器铁芯的磁化过程中，经常使用磁通密度和磁感应强度这两个名称，这两个名称在本质上没区别，互相可以通用，不同场合使。

Ａ 订（ａｈ） Ｗ＝ Ｄ － ａ ｗ ａ ＝． ３１ １２ — ５４×１ （ 匝）４ ７ ４×（３０ ２ ．） ．安 ＝ ８８ ２ ｄ‘ ｔ 广一 磁化 力 （ 匝 ／ 米 ） 安 厘 ， 这里选 １ 。 ． ２
Ｓ 、 ３ Ｉｘ３× ．× ４ ４ ８０ ６ｋＡ ＝ ／ ＝ ／ ６ ７ ． ＝ ． （ ） Ｕ ３ ２ １０ ｖ
４ 试 验设 备选择
根据现场实际情况 ，我们采用 ６ ｋ ． Ｖ电源做励 ３ 磁 电源。 根据上述参数计算电源容量 ， 电线路及开 送 关柜额定电流不小于 １０ 。 ０Ａ 试验负荷 电源选用 ＡＣ ． 两相 ， 同时试 验要求 电源稳定 ， 所以必须采用专线供 电， 并确保供 电容量 。为确保试验可靠进行， 在现场 设 置一 台 ６ Ｖ高压试 验开关柜， 试验开关柜为现 ｋ 地控制， 电线路 和试验开关柜之 间采用 １ｋ 、 × 供 ０Ｖ ３ ３ｍ ｚ ５ ｍ 的高压供电电缆连接。其它设备见表 １ 。
１ Ｌ
励 线 缠 磁 圈 绕 Ｉ 测温 置 置 装 布
上
６１ 定子本体 准备 ．
定子铁芯叠片已完成 ，检查所有铁芯螺栓均在
特定 的力矩下紧固； 认真检查 定子 内 、 通风沟内 、 上 下端处不应有铁磁物质遗 留；吹掉定子铁芯通风沟
Ｉ 验表 线调 试 仪 接 与 整Ｉ
定子铁芯制造质量和安装单位装配质量的重要手段，同时用来检验 定子铁 芯 自身温升和绝缘性能
的重要试 验 。
关键 词
定子 铁 芯
磁 化试 验
温 升
１ 概 述
水轮发 电机定子磁化试验是检验定子铁芯制造 厂家制造质量和安装单位装配质量的重要手段 ， 下 面以公伯峡水 电站 ４ 机定子磁化试验来进行论述。 公伯峡水 电站安装有 五台 ３０ Ｗ 水轮发 电机组 ， ０Ｍ

式表示
2

d2 dt
n d dt
2 是线圈n中产生的感应电动势
2 n 次级线圈中的磁通链数
当I2R2 Q / C2 时， 2 I 2 R2
电容C两端的电压：
I2

dQ dt

C2
dU y dt
2

C2 R2
dU y dt
Uy

nS C2 R2
B
该式表明示波器垂直偏转板上的电压，即电容两端的电 压Uy是正比例于磁感应强度B的。
3 磁滞现象：
铁磁材料的磁化过程是不可逆的。
当铁磁质达到饱和
a
后，减小H，B沿图 ab下降；当H=0时B
Br b
＝Br，称为剩磁。 当H＝Hc时，B=0，
c
f
bc段是退磁曲线
-Hc
Hc称为矫顽力；反
-Br e
向继续增大H，铁 磁质反向沿cd段达
d
到饱和；
反向减小H到0，则B沿de到－Br。H按原方向增加经ef到Hc； 继续增大H，则B沿fa回到原来饱和状态。
不同的铁磁质具有不同形状的磁滞回线，按矫顽力 的大小，铁磁材料可分为： 软磁材料：矫顽磁力很小 ，适合于做变压器、
电机中的铁芯等。 硬磁材料：矫顽磁力很大，常用做永磁体。
常用在电表、收音机、扬声器中。 矩磁材料：它的磁滞回线接近于矩形，可以用做
“记忆”元件。 如电子计算机中存储 器的磁芯.
实验仪器介绍
CH2通道
Ｘ－Ｙ控制键 Ｘ－Ｙ触发
测
ε
量 仪
号
器
饱和磁感应强度
初始磁化曲线 当电流从0逐渐增加，线圈中的磁场强度H也随之增加， 这样就可以测出若干组B,H值。以H为横坐标，B为纵坐标， 画出B随H的变化曲线，这条曲线称为初始磁化曲线。当H 增大到某一值后，B几乎不再变化，这时铁磁材料的磁化状 态为磁饱和状态。此时的磁感应强度Bs叫做饱和磁感应强度。

额 定功 率 因数 ： ０ ． ９ （ 滞后 ）
额定转 速 ： １ ６ ６ ． ７ ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ
２ ） 计算励 磁绕 组 匝数 ｃ １ ） ． 轭部 的有 效截 面积Ｓ ＝Ｋ・ （ Ｌ －ｎ ・ ｂ ） ・ ｈ ａ
Ｓ ＝ ０ ． ９ ４ ｘ（ ３ ３ ３ － ６ ４Ｘ ０ ． ６ ） ×３ ５ ． ３ ３ ９ ７ ８ ３ ． ７ ２ ４ ９ ２ （ ｃ ｍ ）
大于该 型号 硅钢 片 的１ ． ３ 倍 的参 考值 。 ３ ． ３ 铁芯磁 化试验 参数 选择
水沟。 水库正常蓄水位１ ６ ４ ６ ｍ， 回水长度７ ． ５ ｋ ｎ， ｉ 相应库容１ ４ ０ １ 万ｍ ； 水库死水
位１ ６ ４ ０ ｍ， 固定 库容９ ０ ５ 万 ｍ２ ， 调 节库 容仅４ ９ ６ 万 。 电站 总装ｔ ￣ Ｊ Ｌ ４ ８ ０ 万 千瓦（ ８ 台 ×６ ０ 万千 瓦） ， 多年 平均年 发电量２ ４ ２ ． ３ 亿千 瓦时 。 首部设 低闸 ， 闸址 以上流 域面 积１ ０ ． ３ Ｊ ７ 平方 千米 ， 闸址处 多年平均 流量１ ２ ２ ０ ｍ ／ ｓ ， 本 身具有 日 调 节功 能 ， 与锦
Ｄ 一铁 心 内径（ ｃ ｍ） ｈ ～定 子铁 心槽 深 （ ｃ ｍ）
ｈ ＝（ Ｄ 一 Ｄ ） ／ ２ 一 ｈ （ １ ２ ｏ ｏ 一１ ０ ８ ７ ） ／ ２ －２ １ ． １ ７ ３ ５ ． ３ ３ ｃ ｍ Ａ∞＝ （ Ｄ － ｈ ａ ） ・ Ｈ＝ ３ ． １ ４ １ ６×（ １ ２ ０ ０ －３ ５ ． ３ ３ ） ×２ ． ２ ８ ０ ４ ９ ． ６ ４
∞． ＝Ｕ． ／ （ ｅ ・ ６） ＝１ ０ ０ ０ ０ ／ （ ４ ． ４ ４ ｆ Ｂ Ｓ・ ６） ＝１ ０ ０ ０ ０ ／ （ ４ ． ４ ４×５ ０ Ｘ ９ ７ ８ ３ ． ７ ２ ４ ９ ２×１ ０ － ４ ×１ ． １ ） ４ ２ （ 匝） ，

磁铁的磁滞回线实验磁滞回线实验是一种常见的物理实验，通过制作磁滞回线图来展示磁铁在不同磁场强度下的磁化特性。

本文将介绍磁滞回线实验的原理、实验步骤和实验结果的分析。

一、实验原理磁滞回线实验是通过改变磁铁的外部磁场，测量磁铁的磁化强度与外部磁场强度的关系。

在应用过程中，磁铁的磁化强度并不是简单地随外部磁场强度的升高而线性增加，而是出现一定的滞后现象，这种滞后现象被称为磁滞。

二、实验步骤1. 准备实验所需材料：一块铁芯、螺线管、直流电源、电流表以及磁场强度计等。

2. 将螺线管绕在铁芯上，固定好，并将电流表接在螺线管两端。

3. 将铁芯置于电磁铁的磁场中，并调整直流电源的电流，使其产生不同的磁场强度。

4. 测量电流表的读数和磁场强度计的读数，并记录下来。

5. 依次改变磁场强度，并重复步骤4，直到得到一条完整的磁滞回线。

三、实验结果分析通过实验得到的磁滞回线图能够直观地表达磁铁的磁滞现象。

在图中，横轴表示外部磁场强度，纵轴表示磁化强度。

磁滞回线的形状会告诉我们关于磁铁的磁化特性。

磁滞回线图的形状可以呈现出以下几种情况：1. 矩形：矩形回线表示磁铁完全磁化时的特征，当外部磁场的方向与磁铁相同时，磁滞回线为一个闭合的矩形。

2. S形：当外部磁场的方向与磁铁相反时，磁滞回线呈现出S 形，这是因为磁铁开始磁化时，其磁感应强度增大速度比较快，而当磁铁接近饱和时，磁感应强度增大速度减慢，因此形成曲线较为平缓的部分。

3. 弯曲：弯曲的磁滞回线表明磁铁的磁化特性具有不对称性，也就是当外部磁场强度减小或增大时，磁滞回线出现了偏移。

通过观察磁滞回线图，我们可以了解磁铁的磁化特性，包括饱和磁感应强度、残余磁感应强度、矫顽力等参数。

在实际应用中，磁滞回线的形状也会对磁铁的使用产生一定的影响，因此对磁滞回线进行研究具有重要的意义。

总结起来，磁滞回线实验是一种用来展示磁铁磁化特性的常见实验方法。

通过测量磁铁在外部磁场作用下的磁化强度，并制作磁滞回线图，可以直观地了解磁铁的磁化特性和滞后现象。

变压器铁芯的磁化（二）
磁场强度H下降到零，但变压器铁芯中的磁通密度不能跟随磁场强度下降到零，而只能下降到某个磁通密度剩余值，这种现象称为变压器铁芯具有磁矫顽力，简称矫顽力，用Hc表示。

变压器铁芯具有磁矫顽力，这是铁磁材料或磁性材料最基本的性质。

同理，当第二个直流脉冲加到变压器初级线圈a、b两端时，变压器铁芯中的磁通密度B将按图2-2中新的磁化曲线2-3上升，磁通密度被磁场强度磁化到第二个最大值Bm2，使磁通密度产生一个增量ΔB，ΔB = Bm2－Br1 。

 第二个直流脉冲结束以后，流过变压器初级线圈中的励磁电流下降到零，变压器初、次级线圈产生的反电动势，又会使磁通密度按另一条新的退磁化曲线3-4返回到第二个剩余磁通密度Br2处；当然，Br2同样也只是变压器铁芯被退磁时磁通密度变化过程中的又一个临时剩余值。

 其余依次类推，第3、4个直流脉冲电压同样也会让磁通密度增加一个增量ΔB，即：
 ΔB = Bm3－Br2 = Bm4－Br3 = Bm1－0 （2-9）
 （2-9）式中，ΔB为磁通密度增量；只要作用于开关变压器线圈上的脉冲电压的幅度U和脉冲宽度τ不变，则变压器铁芯片的磁化过程就会在磁通密度增量为常数（∆B = 常数）的条件下进行。

 但在直流脉冲的幅度和宽度不变的情况下，磁通密度的增量ΔB不改变，并不意味着磁场强度的增量可以保证不变，这是磁强度度与磁场强度之间的一个重要区别。

 经过n个直流脉冲电压之后，变压器铁芯中的最大磁通密度Bm和剩余磁通密度Br才能基本稳定在某个数值之上，即：脉冲序列的作用达到稳定状态。

铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线铁磁物质是一种性能特异、用途广泛的材料。

如航天、通信、自动化仪表及控制等都无不用到铁磁材料(铁、钴、镍、钢以及含铁氧化物均属铁磁物质)。

因此，研究铁磁材料的磁化性质，不论在理论上，还是在实际应用上都有重大的意义。

本实验使用单片机采集数据，测量在交变磁场的作用下，两个不同磁性能的铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线。

1)铁磁材料的磁化及磁导率铁磁物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁滞的特性。

一般都是通过测量磁化场的磁场强度H和磁感应强度B之间的关系来研究其磁性规律的。

图20—1起始磁化曲线和磁滞回线图20—2基本磁化曲线当铁磁物质中不存在磁化场时，H和B均为零，即图20—1中B～H曲线的坐标原点0。

随着磁化场H的增加，B也随之增加，但两者之间不是线性关系。

当H增加到一定值时，B不再增加(或增加十分缓慢)，这说明该物质的磁化已达到饱和状态。

Hm和Bm分别为饱和时的磁场强度和磁感应强度(对应于图中a点)。

如果再使H逐渐退到零，则与此同时B也逐渐减少。

然而H和B对应的曲线轨迹并不沿原曲线轨迹a0返回，而是沿另一曲线ab下降到Br，这说明当H下降为零时，铁磁物质中仍保留一定的磁性，这种现象称为磁滞，Br称为剩磁。

将磁化场反向，再逐渐增加其强度，直到H=-Hc，磁感应强度消失，这说明要消除剩磁，必须施加反向磁场Hc。

Hc称为矫顽力。

它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力。

图20—1表明，当磁场按Hm→0→-Hc→-Hm→0→Hc→Hm次序变化时，B所经历的相应变化为Bm→Br→0→-Bm→-Br→0→Bm。

于是得到一条闭合的B～H曲线，称为磁滞回线。

所以，当铁磁材料处于交变磁场中时(如变压器中的铁心)，它将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。

在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗。

可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。

应该说明，对于初始态为H=0，B=0的铁磁材料，在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化的过程中，可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线，如图20—2所示。

验是 在定 子铁 芯叠 片 、 初步 压紧 完成后 进行 ， 目的就
是确 认定 子铁 芯硅 钢片设 计制 造 、 现场叠 片 、 紧等 压
整体 质量 ， 检查 铁 片间是 否有 短路情 况 ， 绝缘是 否 良 好 。发 电机定子 铁 芯 是 由薄硅 钢 片现 场 叠装 而 成 ，
在铁芯 硅钢 片 的制 造 或 现 场叠 装 过 程 中 ， 能 发生 可
摘
要： 对于定子在现场组装的水轮发电机组 ， 磁化试验是定子铁芯硅钢 片叠片完成后必 须进 行 的一 项重要试验 ， 目的是 检查 其
定子铁芯制造和现场安装的整体质量。本 文对吉林 台水 电站首台发电机组 （ ４号机组） 定子铁芯磁化 试验的方 法和结果作 了介绍。 关键词 ： 磁化试验 ； 磁感应强度； 温度 ； 单位铁损值 ； 吉林台水电站
片间绝缘 损 坏 ， 而造 成 片间 短 路 。为 了防 止运 行 从 中因 片间短 路引起 局部 过 热 ， 胁机组 的安 全运 行 ， 威 所 以 ， 现场 定子 铁芯 组装 完成后 ， 须按 照规 范及 在 必
４ 基本参数计算
试 验前 需 要 计算 励 磁 绕 组 的匝 数 、 励磁 电流 大 小 及变 压器 的容量 ， 计算 所用 的基 本参 数如下 ：
得 的励磁 电流 、 电压 计 算 出铁 芯 的有 功 损耗 。把 测 量、 计算结 果 与设计 要求 相 比 ， 来判 断定 子铁 芯 的制 造 、 装整 体质 量 。 安
机定子机座采用分瓣制造 、 运输 ， 在安装现场进行组
装焊 接 、 芯 叠 片及 定 子 下 线 等工 作 。铁 芯 磁 化 试 铁
维普资讯
水 电 站 设 计 第 ２ 卷 第 ３ ２ 期
Ｄ Ｈ Ｐ Ｓ

定子铁 芯外径 Ｄ ＝１ ３ １ ３ ｃ ｍ； 定子 内径 Ｄ ＝
１ ２ ０ ０ ｅ ｍ； 定子铁芯高度 Ｌ ， ＝３ ２ ５ ｅ ｍ； 定子槽深
ｈ ＝ ２ ２ ． ８ ５ ２ ｃ ｍ； 通 风沟 宽 Ｋ＝ ０ ． ９ ５ ｃ ｍ， 通 风 沟个 数 ｎ： ６ ７； 通 向沟 高度 ｂ ＝ ０ ． ６ ｍ。 （ ２） 轭部宽度 ｈ 及 定 子 铁 芯 面 积 轭部 的有
绕 测量绕 组 ， 测 量其 感应 电压 ， 计 算 出铁芯 总 的有
功 损耗 、 温升 及 单位 铁 损 。根 据 测 量结 果 与 设计 要 求进 行 比较来判 断定 子铁 芯 的制 造 、 安 装质 量 。 ３ 试 验前 的计算 （ １ ）定 子铁损 试验 所需 要 的基 本数 据和计 算
必 须进行 此项试 验 。
在 叠装 完成 的发 电机定 子铁芯 上缠绕 励磁 绕 组， 绕 组 中通入交 流 电流 ， 使 之在铁 芯 内部产 生接
定 子铁 芯磁化 试验是 利用 缠绕在 铁芯 上 的励 磁线圈， 通人 工频交 流 电 ， 使铁 芯 内部 产生 饱和 交 变磁通， 通 过 测 量铁 芯 各部 位 的温 升 、 温差 ， 检 查
１ ３ １ ３ ０型水 轮发 电机 ， 单 机 额定 容 量 ６ ４ ７ ． ５ ＭＶ Ａ ／
７ ０ ０ Ｍ Ｖ Ａ， 额定功 率 ６ ０ ０ Ｍ Ｗ， 额 定 电压 ２ ０ ｋ Ｖ， 额 定 电流 ２ ０ ２ ０ ７ Ａ。发 电机为 立轴半 伞式 三相 凸极
同步 发 电机 。定 子铁 芯高 度为 ３ ２ ５ ０ ｍ ｍ， 铁 芯 内 径为 １ ２ ０ ０ ０ ｍｍ， 铁芯外 径为 １ ３ １ ３ ０ ｍ ｍ。机 座在 圆周 方 向分 为 ５瓣 进 行 组 圆焊 接 。定 子 冲片 由 ０ ． ５ ｍ ｍ厚 的 Ｍ ２ ５ ０— ５ ０ Ａ １ ５无取 向涂 漆硅 钢 片 冲 制， 每 张片有 ３个 鸽尾 槽 ， 双 面涂 Ｆ绝 缘漆 以减少

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告一、实验目的1、认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。

2、测定样品的基本磁化曲线，作μ－H 曲线。

3、测定样品的 Hc、Br、Bm 和（Hm，Bm）等参数。

4、了解磁滞回线的概念以及如何用示波器观察磁滞回线。

二、实验原理1、铁磁材料的磁化特性铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。

铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质。

其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。

另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图 1 为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度 H 之间的关系曲线。

图 1 铁磁质 B H 曲线铁磁材料的磁化过程为：其未被磁化时的状态称为去磁状态，这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场 H，则铁磁材料内部的磁场强度 B 随 H 的增加而增加，开始时 B 的增加较慢，而后随着 H 的增加，B 的增加变快，再继续增加 H 时，B 的增加又变慢，当 H 增加到 Hm 时，B 达到饱和值Bm 。

从图中可以看出，B 和H 的关系不是线性的，而是非线性的。

2、磁滞回线当 H 从 Hm 逐渐减小至零，B 并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点，而是沿另一条新的曲线 SR 下降，比较线段 OS 和 SR 可知，H 减小 B也减小，但 B 的变化滞后于 H 的变化，这一现象称为磁滞。

当 H ＝ 0 时，B ＝ Br，Br 称为剩余磁感应强度。

要使 B 减到 0，必须加一反向磁场 Hc，Hc 称为矫顽力。

若再使反向磁场逐渐增加到 Hm，B 就沿图 1 中 S'R'C'变化，继而在 Hm 到 0 时，B 又沿 S'C 变化。

当 H 在 0 和 Hm 之间反复变化时，就得到一系列闭合的 B H 曲线，称为磁滞回线。

3、基本磁化曲线对于同一铁磁材料，选择不同的最大磁化电流 I，可得到不同的磁滞回线，将各条磁滞回线的顶点连接起来，所得到的曲线称为基本磁化曲线。

收 稿 日期 ：２ １ ０ ０—０ ９—０ ７
３ ２ 试 验基 本原 理及 方 法 ．
在定 子 铁 芯 上 缠 绕 励 磁 绕 组 ，绕 组 中 通 入 一 定 的 工 频 电
流 ，在 铁 芯 内 部 产 生 磁 通 密 度 为 ０ ８—１２Ｔ 的 交 变 磁 通 。 ． ．
铁 芯 在 交 变 磁 通 中产 生 涡 流 和磁 滞 损 耗 ，使 铁 芯 发 热 ，温 度 升 高 。 冲 片绝 缘 受 损 或 导 磁 性 不 好 的 部 分 会 产 生 较 大 的 局 部
试验 原理 、参数 选择 计 算 、试验 过程 和 试验 数据 分析 ，供 相 似 工程参 考 。
关键 词 ：磁 化试验 ；单位 铁耗 值 ；定子铁 芯 中 图分类 号 ：Ｍ３ ６ Ｔ ０ 文献标 识 码 ： Ｂ 文章 编号 ：０ ２—３ １ （ ０ ０ ０ １０ ０ １ ２ １ ） ４—０ ７ ０ ０ １— ３
少 定 子 铁 芯 发 热 膨 胀 引 起 的变 形 ，铁 芯 和 定 子 机 座 间 采 用 浮 动式 结 构 。
前 言
阿 莎 汉 Ｉ 电 站 位 于 Ａ ａａ 级 ｓｈ ｎ河 上 游 河 段 ，距 印 度 尼 西 亚 北 苏 门 达 腊 省 会 棉 兰 市 东 南 约 １０ｋ ３ ｍ。阿 莎 汉 Ｉ级 电 站 装 有 ２台悬 吊混 流 式 机 组 ，单 机 容 量 ９ Ｗ ，总装 机 １０Ｍｗ ， ０Ｍ ８ 年 保 证 发 电量 １ ．５亿 ｋ 。 电 站 设 计 水 头 １３ ５Ｎ， 没 计 １７ Ｗｈ ６ ． １
求。单位铁耗值超标 ，将严 重影响机组带 负荷运行 ，甚 至有
的 机 组 因 为定 子 温 度 过 高 不 得 不 降 负 荷 运 行 。其 次 ，测 量 铁 芯 的 温 升 和 温 差 ，确定 铁 芯 无 局 部 过 热 点 。在 铁 芯 硅 钢 片 制 造 或 现 场 叠 装 过 程 中 ，可 能 存 在 片 问 绝 缘 损 坏 ，从 而 造 成 冲 片层 间 短 路 ， 电涡 流 增 加 ，进 而 引 起 铁 芯 局 部 过 热 ，致 使 线 棒绝 缘 受 损 ，威 胁 定 子 安 全 运行 。 第 三 ，铁 芯 磁 化 试 验 在 铁 芯 中 产 生 磁 场 ， 由 于铁 磁 效 应对 冲 片 产 生 微 量 振 动 ，磁 化 试

在 交变磁 通 中产 生涡 流 和磁滞 损耗 ， 铁芯 发热 ， 使 温度
升 高 。铁 芯 中片 间绝 缘 受 损 部 分 将 产 生较 大 涡 流 ， 局
部 温度 急剧 上升 ， 而使试 验人 员 找 出过热 点 。 从 试验 中定 时用 红 外 线 测 温枪 测 量定 子 铁 芯 、 下 上 齿 压板及 定 子机 座 的温度 ， 计算 出温 升 和温 差 ； 过铁 通
包绕定 子 有效铁 芯 ， 不能 包绕 定子 机座 ， 但 同时完 成各 测量 仪表 的接线 。 在 定子 机座 、 铁芯 背部 及对应 位置 相应 的上 、 下压 板处作 若 干个标 志点 ， 以便 在 试 验 时用 红 外 线测 温 枪 定 时测 量所 有标 志点 处温度 ， 并作 好记 录 。
中 ， 能存 在 片间绝 缘 损 坏 ， 发 电机 运 行 时 ， 于发 可 在 由
中的磁感 应 强度 以及 有功 损耗 。把 测量 和计 算结 果 与
厂家 设计 要求 相 比较 ， 而判 断 定 子 铁 芯 制造 及 现场 从 叠装 的质 量 。铁损 试 验接线 图见 图 １ 。
热 和机 械力 的作 用 ， 引起 片 间 短 路 和铁 芯短 路 区域 将 内局部 过热 ， 而加 速铁 芯绝 缘 和线棒 绝 缘 的老化 ， 从 甚 至 造成 铁芯 绝缘 烧伤 和 线棒 击穿 事故 。为 了保 证 机组
芯 上缠绕 的励磁 绕组 和测 量 绕 组 ， 量 和 计 算 出铁 芯 测
制， 故要 求 厂家 将发 电机 定 子 机 座 采 用分 瓣 制 造 运 输
的方法 ， 工地 现场 完 成组装 焊 接磁化试验
１ １ 试 验 目的 ．
发 电机 定 子 铁 芯 硅 钢 片 在 制 造 和 现 场 叠 装 过 程

２ ２ 试 验 基 本 原 理 及 方 法 ．
在 发 电 机 定 子 铁 片 堆 积 、 紧 后 的铁 芯 上 缠 绕 压 励 磁 绕 组 ， 组 中通 入 一定 的 工 频 电 流 ， 之 在 铁 芯 绕 使
内部 产 生 接 近 饱 和 状 态 的 交 变 磁 通 ， 常 取 激 磁 磁 通
度 ３ ３ ｍｍ， 芯 总 重 约 ３ ０吨 ， 计 定 子 重 量 （ １０ 铁 ３ 总 不 含线 圈 ） ６ ０吨 。 约 ６ 定 子铁芯 共 由 ５ ６小 段 组 成 ， 间有 ５ 中 ５层 通 风
动 和 发 热 使 铁 芯 下 沉 ， 到 仅 由加 压 所 不 能 达 到 的 达 进 一 步 压 紧铁 芯 的 目的 。
试 验 中 用 红 外 线 测 温 枪 或 热 电 偶 测 量 定 子 铁 芯 、 下 齿 压 板 及 定 子 机 座 的 温 度 ， 算 出 温 升 和 温 上 计
差 ； 红外 线 测 温 仪 扫 描 查 找 定 子 铁 芯 局 部 过 热 点 用
及 辅 助测 温 ； 铁 芯 上 缠 绕 测 量 绕 组 ， 量 其 感 应 电 在 测 压 ， 算 出铁 芯 中不 同 时刻 的 磁 感应 强 度 ， 根 据 测 计 并 得 的 励 磁 电 流 、 压 计 算 出 铁 芯 的 有 功 损 耗 。 把 测 电 量 、 算 结 果 与 设 计 要 求 相 比 较 ， 判 断 定 子 铁 芯 的 计 来 制 造 、 装整 体 质 量 。 安
槽 片 。其 中 上 、 两 端 分 别 有 ２段 ２ ｍｍ 高 的 短 齿 下 ４
片， 间 ５ 中 ２段 高 度 为 ５ ｍｍ 的小 段 。单 张硅 钢 片厚 ２ ０５ ． ｍｍ ， 张 通 风 槽 片 厚 ６ ５ 单 ． ｍｍ， 过 １ ０根 双 鸽 通 ７ 尾 形 定 位 筋 与 定 子 机 座 连 接 。短 齿 片 按 内 径 分 成 ５ 种 ， 起 始 位 置 分 别 有 ６层 粘 胶 段 ， 胶 段 整 圆 ５ 在 粘 ６ 张 长片 ， １张 短 片 。 除 粘 胶 段 外 ， 余 冲 片 均 采 用 螺 其 旋堆积 ， 层为 ５ 每 ６张 长 片 。下 齿 压 板 采 用 大齿 压 板 结 构 ， 齿 压 板 采 用 分 块 结 构 。定 子 线 棒 共 ５ ０槽 。 上 １

电磁综合实验实验报告
实验名称：电磁综合实验
实验目的：
1. 学习和掌握电磁学的基本理论知识。

2. 通过实验观察和测量，加深理解电磁学的相关规律和现象。

3. 提高实验操作和数据处理的能力。

实验原理：
1. 电磁铁原理：通电线圈会产生磁场，使铁芯磁化并具有吸铁性。

2. 法拉第电磁感应定律：磁场的变化会产生感应电动势。

实验器材：
1. 电磁铁
2. 电流表
3. 电压表
4. 开关
5. 长导线
6. 硬币
实验步骤：
1. 将电压表和电流表接入电路，然后打开开关，记录下电流和电压的数值。

2. 将硬币放在电磁铁的顶部，观察硬币的行为。

3. 断开电路，记录下电磁铁的下落时间。

4. 再次打开电路，观察电磁铁的吸附力。

实验结果与分析：
1. 电流为2A时，电压为12V。

2. 在电流通过电磁铁的时候，硬币被吸附在电磁铁的顶部。

3. 电磁铁下落时间约为1秒。

4. 当电流通过电磁铁时，电磁铁可以吸附住重物，吸附力较大。

实验结论：
1. 电磁铁的磁化需要电流通过线圈。

2. 不同电流通过线圈时，电磁铁的吸附力不同。

3. 法拉第电磁感应定律正确地解释了电磁铁对硬币的吸附现象。

4. 电磁铁具有吸附力，可以应用于各种电磁设备。

实验心得：
通过本次实验，我深刻认识到电磁学的重要性，并且通过实际操作加深了对电磁学原理的理解。

同时，我也学会了如何进行实验并准确记录实验数据。

在今后的学习中，我将更加注重实际操作和实验数据的处理，提高自己的实验能力。

科学实验电磁铁的原理
电磁铁的原理是基于电流和磁场之间的相互作用关系。

电磁铁是通过在金属线圈中通电产生电流，进而形成磁场，从而使铁芯具有磁性。

当电流通过线圈时，产生的磁场会使铁芯磁化，使其成为一个临时磁体。

当电流停止流动时，磁场也会消失，铁芯恢复到非磁化状态。

电磁铁的工作原理基于奥斯特电磁感应定律和安培环路定律。

根据奥斯特电磁感应定律，当电流通过线圈时，会在周围产生磁场。

根据安培环路定律，磁场会沿着电流所形成的闭合回路传播。

当电流通过线圈时，磁场的方向与电流的方向有关，根据右手法则，可以确定磁场的方向。

电磁铁的磁场强度与线圈的匝数、电流的大小和铁芯的材料有关。

增加线圈的匝数或增加电流的大小可以增加磁场的强度。

铁芯的材料通常选择具有良好磁导率的材料，如铁或钢，以增强磁吸力。

电磁铁的应用广泛，如在电动机、发电机和电磁阀等设备中使用。

在电动机中，电磁铁的磁场和电流之间的相互作用使得线圈和铁芯产生力和运动，从而实现机械功的转换。

在发电机中，恰恰相反，机械运动使得线圈相对于铁芯运动，从而产生电流。

电磁阀则利用电磁铁的磁场控制液体或气体的流动。

N1
U1 4.44fBS
U1---励磁线圈电源电压，V f—试验电源频率，Hz
3）励磁电流I及功率Pr的计算
I D1-h H0
N1
H0-单位长度安匝数，磁密在1T时，取（2.15~2.3）×102安匝/m
励磁线圈功率Pr（kVA）=KsIU1 ×10-3
Ks一般取1.1，或根据实际需要确定
4）测量线圈W2的匝数N2的计算
4.试验接线
M1—励磁线圈 M2—测量线圈 TA—电流互感器 f1—频率表 V1、V2—电压表 A—电流表 W—低功率因数瓦 特表
铁芯内的损失用低功率因数瓦特表测量。瓦特表的线圈接至 电流互感器上，电压线圈接在测量线圈上
接入各种测量仪表
查看接线的正确性以及接线头是否牢靠 在铁芯上放置温度计
5.试验
铁芯轭部重量
G D1 h S
试验结果综合表 表3 表3
P1(W/Kg) Δtmax
Δtmin σt=Δtmax-Δtmin
Δtmax、 Δtmin从试验开始经加热后齿的最大最小温升 σt---从试验开始经加热后齿部最大最小温升之差
质量标准
试验计算的P1值不得大于材料标准的1.3倍（B=1T时） ； 试验经过90min后，铁芯最大温升Δtmax不得超过25℃；温升差σt不得超过15 ℃ (折算到1T时的值)。
定子铁芯各部尺寸示意图
S Lh
L K (L1 nb)
h
D1
2
D2
hc
L—定子铁芯有效长度，m h—铁芯轭部高度，m K—铁芯填充系数 L1—铁芯轴向总长度，m n—铁芯通风道数 b—通风道宽度，m D1—铁芯外径，m D2—铁芯内径，m hc---铁芯齿高，m
2）励磁线圈W1匝数N1的计算

发电机定子铁芯磁化试验计算与选择摘要：发电机定子铁芯磁化试验，是检查发电机定子铁芯制造、安装质量的有效方法。

试验对铁芯产生交变磁通造成铁芯温度升高，通过对铁芯温升的监测，以分析判断定子铁芯绝缘情况。

进行定子铁芯磁化试验前需经过详细计算并根据现场条件选择合理试验方案，本文主要就该项试验计算及试验方案的选择进行详细分析说明。

关键词：磁化试验；计算；选择Abstract：Generator stator core magnetization test is an effective method to check the stator stator core manufacturing and installation quality. The test results inan alternating magnetic flux generated in the iron core that causes the temperature of the iron core to rise. Through the monitoring of the temperature rise of the iron core, the insulation condition of the stator core is analyzed and judged. Before the stator core magnetization test is performed, a detailed calculation is required and a reasonable test scheme is selected according to the site conditions. This article mainly analyzes the calculation of the test and the selection of the test program.Key words：Magnetization test; Calculation; Selection.1 概述发电机定子铁芯在制作、安装、大修时都可能造成绝缘损坏，造成铁芯内短路。