1. الخلفية الفنية
تشتمل عملية إنتاج قلب المحرك بشكل أساسي على الختم، وفرز الختم، والتكديس، وخطوات أخرى، تتضمن العمليات الرئيسية مثل التثبيت، واللحام، والالتواء. في ظل معالجة هذه العمليات، غالبًا ما تواجه منطقة معالجة صفائح الفولاذ الكهربائية مشاكل مثل التشوه، والتقصف، وتشكيل منطقة التفاعل الحراري، مما يؤدي إلى تدهور الخواص المغناطيسية. لذلك، من المهم جدًا اكتشاف مستوى الأداء المغناطيسي للمنطقة المحلية من نواة الحديد لتقييم أداء نواة الحديد وتحسين تكنولوجيا تصنيعها.
تُستخدم طريقة الملف حاليًا كطريقة محلية لقياس التدفق المغناطيسي لنوى الحديد، ولكن هذه الطريقة تتطلب حفر ثقوب في اللوحة الفولاذية، مما قد يؤثر على توزيع كثافة التدفق المغناطيسي. لتجنب هذه المشكلة، قمنا بتطوير وتطبيق طريقة قياس غير مدمرة باستخدام مسبار الإبرة. تستخدم هذه الطريقة تقنية قياس مغناطيسية محلية تجمع بين تقنية المسبار (المسافة بين المجسات: 3.5 مم) وتقنية الملف H الصغير (2 مم × 2 مم)، والتي تتيح القياس غير المدمر دون الإضرار بقلب المحرك. التدفق المغناطيسي المحلي وقوة المجال المغناطيسي لصفائح الفولاذ الكهربائية المطلية غير الموجهة، وهو أمر مفيد لدراسة تأثير الإجهاد والانفعال المتولد في عملية الإنتاج الأساسية على الخواص المغناطيسية.
2. طريقة اختبار
التحقيق والملف H. حساب كثافة التدفق المغناطيسي المحلي لنواة الجزء الثابت: أي أن الجهد المستحث بين المجسات على شكل إبرة الموضوعة على اتصال بسطح اللوحة الفولاذية يساوي الجهد الناجم عن التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر نصف الجزء المغلق منطقة مستعرضة تحت نقطة الاتصال للمسبار. بافتراض أن المسافة بين المسبارين هي 1 مم، يتم حساب كثافة التدفق المغناطيسي بالمعادلة التالية.
ثنائية = (2/SBi) ∫ eBi dt (i: x－y) (1)
من بينها، SBI هي المنطقة الفعالة للمسابير للكشف عن التدفق المغناطيسي، وeBi هو الفرق المحتمل بين المجسات التي تشبه الإبرة.
باستخدام الجهد المستحث للملف H الموضوع على سطح اللوحة الفولاذية، تم حساب شدة المجال على سطح اللوحة الفولاذية بالمعادلة التالية.
مرحبا= (1/μ0SHiNHi)∫ eHi dt (i: x－y) (2)
من بينها، μ0 هي نفاذية الفراغ، وSHINHi هي دورات المنطقة الفعالة للملف H، وeHi هو جهد الخرج للملف H.
الشكل 1 عبارة عن رسم تخطيطي لطريقة الاختبار المستخدمة لقياس توزيع التدفق المغناطيسي وقوة المجال المغناطيسي حول خط اللحام في قلب الجزء الثابت للمحرك.
ويبين الشكل 2 مسبار الإبرة H-coil ونظام محرك المحرك. يستخدم نظام قيادة المحرك آلية يتم فيها ربط المحرك قيد الاختبار بمحرك دفع خارجي من خلال بكرة، ويدور المحرك قيد الاختبار بسرعة محددة. المحرك الذي تم اختباره هو محرك متزامن ذو مغناطيس دائم (الجزء الثابت: 18 فتحة، الدوار: 12 قطبًا)، بقطر الجزء الثابت ϕ 200 مم، وقطر الدوار ϕ 114 مم، وارتفاع المكدس 30 مم. يتم تثبيت المفاصل بين طبقات الجزء الثابت عن طريق اللحام.
3. تحليل النتائج
ويبين الشكل 3 توزيع كثافة التدفق المغناطيسي المقاس بتقنية المسبار. قيمة كل نقطة قياس هي القيمة المطلقة القصوى لمتجه التدفق المغناطيسي خلال دورة واحدة للدوار. تم اكتشاف نقطة ذات كثافة تدفق مغناطيسي منخفضة في الجزء الخلفي من قلب الجزء الثابت بالقرب من اللحام.
ويبين الشكل 4 شدة المجال المقاسة بالملف H. كما في حالة توزيع كثافة التدفق المغناطيسي، فإن قيمة كل نقطة قياس هي القيمة المطلقة القصوى لمتجه شدة المجال المغناطيسي عندما يدور الجزء المتحرك دورة واحدة، ويكون توزيع شدة المجال المغناطيسي في الجزء الخلفي من قلب الجزء الثابت بالقرب من اللحام يختلف عن ذلك الموجود في الجزء غير الملحوم.
ويبين الشكل 5 نتائج التحليل العددي لتوزيع كثافة التدفق المغناطيسي وتوزيع شدة المجال. في هذا التحليل، تم دراسة تأثير اللحام على الخواص المغناطيسية لنواة الجزء الثابت من خلال التحليل المزدوج للبنية الحرارية والمجال الكهرومغناطيسي. عندما لا يؤخذ تأثير الإجهاد في الاعتبار، لا يتغير توزيع كثافة التدفق المغناطيسي ولا توزيع شدة المجال المغناطيسي حول اللحام. في المقابل، عند النظر في الإجهاد المتبقي بسبب اللحام، وجد تدهور حول اللحام، وتم الحصول على توزيع مماثل للقيم المقاسة لكثافة التدفق المغناطيسي وشدة المجال المغناطيسي.
