一种针对变压器铁心取向硅钢片磁性能均匀度的检测系统的制作方法

本发明涉及变压器铁心取向硅钢片无损检测领域，并且更具体地，涉及一种针对变压器铁心取向硅钢片磁性能均匀度的检测系统。

背景技术：

1、在我国经济发展和日常生活中，电能的消耗是极其巨大的，这对我国电力系统的质量要求和稳定性要求非常之高。变压器是发电、变电、输电等电力系统的各个过程中的核心设备，承担着电压变换、电能分配的工作，在长距离电力传输中得到了非常广泛的应用。因此变压器的正常运行是对电力系统安全性、可靠性和经济性的基本保证，必须尽量防止和减少变压器损耗的发生。采用磁感高、铁损低的高等级取向硅钢片有望降低变压器损耗，同时可以控制漏磁和防止局部过热。

2、取向硅钢也称冷轧变压器钢，具有磁感高、铁损低的特点，是一种应用于变压器(铁心)制造行业的重要磁性材料，在一定的励磁磁动势作用下能产生较强的磁场，是变压器的磁回路。铁心磁性能的均匀度影响变压器长期安全运行，硅钢片和变压器制造企业在生产、搬运、裁剪等过程中因工艺或者操作不当会产生不合格硅钢片，不同批次硅钢片的磁性能也存在差异性，铁心中存在不合格硅钢片或者磁性能差异大时，可能发生噪声增大、铁损增加、局部过热等问题，存在较大的安全隐患。当前对变压器铁心取向硅钢片的磁性能均匀度检测存在一定局限性，急需具备量化、快速、无损的检测。

技术实现思路

1、根据本发明，提供了一种针对变压器铁心取向硅钢片磁性能均匀度的检测系统，以解决铁心磁性能的均匀度影响变压器长期安全运行，硅钢片和变压器制造企业在生产、搬运、裁剪等过程中因工艺或者操作不当会产生不合格硅钢片，不同批次硅钢片的磁性能也存在差异性，铁心中存在不合格硅钢片或者磁性能差异大时，可能发生噪声增大、铁损增加、局部过热等问题，存在较大的安全隐患的技术问题。

2、根据本发明的第一个方面，提供了一种针对变压器铁心取向硅钢片磁性能均匀度的检测系统，

3、所述检测系统包括信号发生系统、信号采集系统和信号处理系统；

4、所述信号发生系统包括信号发生器和功率放大器，信号发生器通过调节频率、幅值和波形来改变激励信号，激励信号经过功率放大器放大后输出足量的电流，以产生激励-磁场来磁化铁磁材料试件，使之产生mbn信号；

5、所述自动采集系统包括信号采集模块和自动移动装置，所述信号采集模块用于通过信号发生系统施加交变电流，计算得到绕制励磁磁场，所述自动移动装置为步进电机及支架，用于以检测变压器铁心mbn信号；

6、信号处理系统用于将检测线圈所采集的数字信号进行放大、滤波、筛选，得到清晰的mbn信号，并将清晰的mbn信号显示处理。

7、所述信号发生器为dds信号发生器，用于调节输出波形，包括正弦波、方波或三角波，根据不同的变压器设置相适应的激励信号幅值。

8、可选地，所述功率放大器用于根据信号发生器的输出电流大小调节功率放大器的放大倍数，使输出电流驱动激励线圈产生励磁磁场，以实现对变压器硅钢片部分的磁化。

9、可选地，所述信号采集模块包括u型磁轭、绕制在u型磁轭上的励磁线圈以及检测线圈，

10、u型磁轭为将硅钢片切割为u形并压制成预定厚度的导磁磁轭，将漆包铜线按照同一方向缠绕在u型磁轭上方构成励磁线圈，并通过信号发生系统施加交变电流，由磁场计算公式：

11、h＝n×i/lee

12、计算得到绕制励磁磁场。

13、可选地，检测线圈为漆包铜线绕制465圈制成，中间是由mnzn铁氧体制成的导磁磁芯，缠绕时保证缠绕方向一致。

14、可选地，所述步进电机为铝合金材料制作的丝杆滑轨，滑轨的一段固定在支架上，另一端通过联轴器连接步进电机，通过stm32单片机控制步进电机的转动，进一步控制滑轨的转动，滑轨中有一滑块，通过滑轨的转动来带动滑块的移动，从滑块中伸出一塑料支架连接磁轭与检测线圈，保证磁轭与检测线圈紧密贴合变压器铁心，在磁轭与支架之间放置弹簧，通过弹簧减小磁轭与铁心之间的空隙，通过stm32单片机程序的设计，控制滑块每移动2mm停止10s，检测变压器铁心当前位置的mbn信号

15、可选地，支架采用可调节高度支架，以适应不同大小的变压器。

16、可选地，信号处理系统用于对mbn信号放大，对检测线圈采集到的信号中的其他杂波信号进行滤波处理以滤除杂波，对信号进行小波去噪和平滑处理后进行显示，得到清晰的mbn信号。

17、可选地，将清晰的mbn信号上传至上位机系统中进行实时显示，并求取每个位置的特征值，根据特征值的大小判断变压器铁心中是否有存在不合格硅钢片及不合格硅钢片的位置。

18、可选地，信号发生器的输出连接到功率放大器上，功率放大器的两个输出端口连接u型磁轭上缠绕的励磁线圈的两端，通入电流后磁轭两臂被磁化，处于磁轭两臂中的检测线圈检测到mbn信号，检测线圈两端连接数据采集卡，数据采集卡将采集到的信号输入到上位机中，调节高度支架位于变压器铁心左右两侧，通过支架固定位于铁心上方的滑轨，滑轨的右端直接固定在支架上，中间有一可左右移动的滑块，左端连接联轴器与步进电机，通过stm32单片机控制电机的转动，进而控制滑轨的旋转和滑块的移动，磁轭通过弹簧与滑块相连，使得磁轭可以和滑块共同移动。

19、从而，通过搭建mbn检测系统，实现自动测量铁心不同位置的mbn信号，并将检测结果实时上传到上位机系统中进行显示，根据异常特征值来判断变压器铁心中是否存在不合格硅钢片及其所在位置。

技术特征：

1.一种针对变压器铁心取向硅钢片磁性能均匀度的检测系统，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

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9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种针对变压器铁心取向硅钢片磁性能均匀度的检测系统，检测系统包括信号发生系统、信号采集系统和信号处理系统；信号发生系统包括信号发生器和功率放大器，信号发生器通过调节频率、幅值和波形来改变激励信号，激励信号经过功率放大器放大后输出足量的电流，以产生激励‑磁场来磁化铁磁材料试件，使之产生MBN信号；所述自动采集系统包括信号采集模块和自动移动装置，所述信号采集模块用于通过信号发生系统施加交变电流，计算得到绕制励磁磁场，所述自动移动装置为步进电机及支架，用于以检测变压器铁心MBN信号；信号处理系统用于将检测线圈所采集的数字信号进行放大、滤波、筛选，得到清晰的MBN信号，并将清晰的MBN信号显示处理。技术研发人员：蔡胜伟,范帆,龚宇佳,应斯,付超,晋芳,杨国泰,李婧祺,胡江峰,黄小华,魏志雄,邓先生,王欣盛,伍罡,姚艺新,侯晓娜,张明,齐青峰,金亮,饶明鹏,唐芳受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司武汉分院技术研发日：技术公布日：2024/7/25