JIS C 2535:2017 単ヨーク形単板試験器による鉄基アモルファス帯の交流磁気特性の測定方法

                                                                                   C 2535 : 2017

pdf 目 次

ページ

•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[1]
•  4 一般的原理・・・・[3]
•  4.1 測定の原理・・・・[3]
•  4.2 試験片・・・・[4]
•  4.3 単板試験器・・・・[5]
•  4.4 励磁電源・・・・[6]
•  4.5 測定計測器・・・・[6]
•  5 測定の手順・・・・[7]
•  5.1 測定の原理・・・・[7]
•  5.2 測定の準備・・・・[7]
•  5.3 励磁電源の調整・・・・[7]
•  6 磁気特性の計算法・・・・[8]
•  6.1 磁束密度・・・・[8]
•  6.2 磁界の強さ・・・・[8]
•  6.3 鉄損・・・・[8]
•  6.4 皮相電力・・・・[8]
•  7 再現性・・・・[9]
•  附属書A(参考)デジタルサンプリングによる磁気特性測定法・・・・[10]
•  附属書B(参考)鉄基アモルファス帯用の単板試験器・・・・[12]
•  附属書C(参考)デジタル法による波形制御・・・・[14]

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――――― [JIS C 2535 pdf 1] ―――――

C 2535 : 2017

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,一般社団法人日本電機工業会(JEMA)及び
一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出があ
り,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

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――――― [JIS C 2535 pdf 2] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              C 2535 : 2017

単ヨーク形単板試験器による鉄基アモルファス帯の交流磁気特性の測定方法

Methods of measurement of the a.c. magnetic properties of Fe-based amorphous strip by means of a single sheet tester using a single yoke

1 適用範囲

  この規格は,鉄基アモルファス帯(以下,アモルファス帯という。)に対する,縦形単ヨーク形単板試験
器を用いた周波数400 Hz以下の交流磁気特性の測定方法について規定する。
  交流磁気特性は,誘起電圧が正弦波となる励磁条件(以下,正弦波磁束励磁条件という。)の下で,磁束
密度の波高値及び励磁周波数を指定して測定する。
  測定は,(23±5)℃の周囲温度において,消磁した状態の試験片で行う。
    注記1 複ヨーク形単板試験器によるアモルファス金属の磁気特性測定方法は,JIS H 7152に規定が
            ある。
    注記2 この規格の単ヨーク形単板試験器は,ナノ結晶軟磁性帯などの,アモルファス帯と類似する
            磁気特性及び物理特性をもつ材料にも適用可能である。電磁鋼帯用の単板試験器は,JIS C
            2556に規定がある。
    注記3 磁化の強さの指標について,IEC規格ではIEC 60050-221:1990に定義する“磁気分極(magnetic
            polarization)”の用語が用いられているが,この規格では,我が国で一般的に用いられ,一部
            のIEC 60404の規格群にも用いられている,“磁束密度(magnetic flux density)”の用語を用
            いる。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。この引用
規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS C 2534 鉄基アモルファス帯

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,次による。
3.1
磁界の強さ,H(magnetic field strength)
  試験片を磁化しようとする磁場の大きさ。一般的に,磁界の強さHは,式(1)によって励磁電流I1との関
係を表すことができる。

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C 2535 : 2017
                            dl
                          H=  N1I1  (1)
                      ここに,         H :  磁界の強さ(A/m)
                                       l :  磁路の長さ(m)
                                      N1 :  磁路に巻かれた励磁コイルの総巻数
                                       I1 :  励磁電流(A)
  磁界の強さHを求める方法には,励磁電流法とHコイル法とがある。
3.2
励磁電流法(magnetizing current method)
  磁界の強さHを,励磁電流から求める方法。磁界の強さHが磁路の一部の試験片の既定の長さlmでは
一様で,その他の磁路においてはゼロと仮定する。磁界の強さHは,式(1)から導いた式(2)によって求め
る。
                            N1I1
                         H=      (2)
                             lm
                      ここに,         lm :  既定の磁路長(m)
3.3
Hコイル法(H coil method)
  磁界の強さHを,試験片表面に近接して置いた空芯の磁界の強さ検出コイル(以下,Hコイルという。)
の誘起電圧によって検出する方法。
3.4
既定の磁路長,lm(conventional magnetic path length)
  磁界の強さHが一様でない磁気回路において,励磁電流法で用いる磁界の強さHを一様と仮定した特定
部分の磁路の長さ。単位は,メートル(m)。
    注記 単板試験器では,ヨーク両端磁極間の内側寸法に等しい長さを既定の磁路長としている。
3.5
磁束密度,B(magnetic flux density)
  一様に磁化した試験片の,単位断面積(m2)当たりの磁束量。単位は,テスラ(T)。
3.6
磁気分極,J(magnetic polarization)
  一様に磁化した試験片の,単位断面積(m2)当たりの磁化の強さ。単位は,テスラ(T)。
    注記 単板試験器において,二次コイル及び空隙補償用の相互誘導器を用いて測定する値は,磁気分
          極Jである。磁束密度Bと磁気分極Jとは,磁気定数をμ0=[4π×10−7(H/m)]とする場合,
          B=J+μ0Hの関係にある。アモルファス帯などの高透磁率材料では,磁束密度Bと磁気分極J
          とは,ほぼ等しい。我が国では,一般的に磁気分極Jと磁束密度Bとを区別せずに用いること
          が多い。
3.7
実効質量,ma(effective mass)
  磁気回路を構成する鉄心のうち,既定の磁路長lmに相当する試験片の長さの部分が鉄損Psに寄与すると
して求めた,既定の磁路長lmの試験片の質量。単位は,キログラム(kg)。
3.8
空隙補償(air flux compensation)

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                                                                                   C 2535 : 2017
  二次コイルの誘起電圧から,コイル内に試験片がない状態で二次コイルに誘起する電圧を差し引くこと
によって,二次コイルの誘起電圧を磁気分極Jの時間微分値に対応させること(4.3.4参照)。
3.9
鉄損,Ps(specific total loss)
  正弦波磁束励磁条件によって励磁したときに,試験片中で消費される,単位質量当たりのエネルギーの
値。単位は,ワット毎キログラム(W/kg)。
3.10
皮相電力,Ss(specific apparent power)
  正弦波磁束励磁条件によって励磁したときの,励磁電圧の実効値と励磁電流の実効値との積を試験片の
実効質量maで除した値。これは,磁束密度の実効値と磁界の強さの実効値との積を試験片の密度で除した
値に角周波数2πfを乗じた値に等しい。単位は,ボルトアンペア毎キログラム(VA/kg)。

4 一般的原理

4.1 測定の原理

  測定は,Hコイル法を採用し,デジタルサンプリングによる方法を適用する。
    注記1 デジタルサンプリングによる方法は,附属書A参照。
    注記2 Hコイル法を採用する理由は,附属書B参照。
  試験片は,1枚のアモルファス帯の切板とし,次のように構成した2個のコイルの内側に挿入する。
− 外側に,一次コイル(励磁コイル)
− 内側に,二次コイル(Bコイル)
  Hコイルは,4.2に規定する試験片が置かれている磁界の強さを測定するため,試験片の下面の近くに設
置する。
  1個の縦形ヨークを用いて,閉磁路を形成する(図1参照)。ヨークの断面積は,試験片の断面積よりも
十分に大きくする。
                                図1−単ヨーク形単板試験器の概要
    注記3 縦形複ヨークは,試験片に上側ヨークの質量による影響が磁わい(歪)の大きな材料ほど大
            きく,アモルファス帯の測定には適さない。ただし,ヨークを消磁するとき,ヨークの損失
            を測定するとき及びHコイルのエリアターン値を測定するときには,上側ヨークを下側ヨー
            クの上に置いてもよい。
  図2に示すように,計測器とコイルとを接続する。

――――― [JIS C 2535 pdf 5] ―――――

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