硅钢片涂层表面绝缘电阻测试方案.docVIP

硅钢片涂层表面绝缘电阻测试装置 1 立题依据、科学意义及创新特色 1.1 背景分析及立题依据 从1973年到20世纪末，世界终端能源消费总量增长了48.8％，其中电力的比重增加了58.8％。在中国，新能源仍是辅助能源，目前我国单位GDP和发达国家相比，1美元GDP产出所耗电能是美国的2.29倍，是德国的4．18倍，所以电力节能有相当可观的潜力。 电动机作为耗用电能的产品广泛应用于工业、商业、公共设施和家电等各个领域。电动机用电量占工业总用电量2／3左右，约占总用电量的50％，提高电动机效率水平对降低电能消耗和节省能源具有重要意义。硅钢被广泛用作电机及中小型变压器铁芯的原材料，在全球减少能源浪费，提高能源利用率的浪潮中扮演着重要角色。 硅钢俗称矽钢片或硅钢片，是电力、电子和军事工业不可或缺的含碳极低的硅铁软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，其产量约占世界钢材产量的1%，它是含硅0.8%-4.8%的硅铁合金，经热、冷轧成厚度在1mm以下的硅钢薄板。加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率，降低矫顽力、铁芯损耗（铁损）和磁时效，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁芯。 对硅钢性能的要求主要是：铁损低，这是硅钢片质量的最重要指标。各国都根据铁损值划分牌号，铁损愈低，牌号愈高。表面绝缘膜的附着性和焊接性良好，能防蚀和改善冲片性。表面光滑、平整和厚度均匀，可以提高铁芯的填充系数。冲片性好，对制造微型、小型电动机更为重要。较强磁场下磁感应强度（磁感）高，这使电机和变压器的铁芯体积与重量减小，节约硅钢片、铜线和绝缘材料等。基本无磁时效。涂是硅钢片很重要的品质项目。硅钢片表面经化学涂处理，而附着一层薄膜，可提供绝缘、防锈和润滑的功能。绝缘性防锈性避免钢片在加工、储藏过程中生锈润滑性可改善硅钢片的冲片性及提升模具的寿命。硅钢片每片之间的绝缘1、硅钢片本身也是导电体，在交流磁通的作用下，在铁心内也产生了感应电流。这是无法避免的。2、铁心是一个整体，相当于是一个面积很大的导体，电路又短，其电阻值非常的小，虽然感应的电压并不高，但电流却很大。这样产生了极大的涡流（环流）损耗。严重时，会将铁心发热局部熔化，称为铁心“失火”。3、每片之间涂了绝缘漆之后，使铁心在产生的那个截面，被分割成很多的小截面的导体。这样其电阻就变大了。所以涂了漆的铁心，虽然也存在涡流损耗（属于铁耗的一部分），但也小了很多很多。4、硅钢片越薄，其损耗就越小。、 最早硅钢表面绝缘电阻的测量是基于万用电表的，这种测量是一种点测量，测量范围只涵盖了万用电表的触头与硅钢涂层所接触的那一点，由于硅钢片涂层厚度难以达到完全均匀图中A为电流表，V为电压表。测量的一个电极是由10根带有极头（面积）的黄铜棒组成，10根黄钢棒并联连接极头紧贴涂层表面另一个电极由钻头和钢板基体组成（钻头穿透层与钢板基体连成一体）。在规定的电压和压力条件下，将10个固定面积的金属触头面积加到钢板的一个涂层表面上。通过测试流过10个触头的电流来评定表面涂层绝缘的效能5Ω±1%电阻和钻头间的电压稳定在500mV±?0.5%，单个电极的分流电流在0?~?1A的范围。 1. 整套装置的机械单元、电路单元、软件控制单元三个部分的研制实现了自动控制； 2. 传统硅钢表面电阻检测装置操作复杂，价格高，设备庞大，成本高。本装置测试方法全面，价格便宜、体积小、重量轻，节省劳动力； 3. 本测试和分析系统借助了英飞凌XE164FN单片机的强大功能，用英飞凌XE164FN单片机自带的AD和外接的DA芯片来精确地采集数据和提供电压；使用了英飞凌XE164FN单片机的串口传输数据给上位机显示，使得设计起来很方便灵活； 2、机械单元 机械单元中主要解决了加压单元选型的问题：硅钢表面绝缘电阻测试时，触头必须以规定的力压在被测试样上以保证触头和涂层表面接触良好，因此在测试时我们需要引入加压单元。 目前，使用在硅钢表面绝缘电阻测试上的加压方法主要有液压法和气压法。 液压就是通过液压油来传递压力的装置。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件油泵的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，它向整个液压系统提供动力控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。除上述三部分以外的其它元件是传递动力的介质。在规定的电压和压力条件下，将10个固定面积的金属触头面积加到钢板的一个涂层表面上。通过测试流过10个触头的电流来评定表面涂层绝缘的效能5Ω±1%电阻和钻头间的电压稳定在500mV±?0.5%，单个电极的分流电流在0?~?1A的范围。 式中: --表面绝缘电阻系数，单位为欧姆每平方毫米（）； --10个极头的总面积（）； -