DIN EN 60404-6-2004 Magnetic materials - Part 6 Methods of measurement of the magnetic properties of magnetically soft metallic and powder materials at frequencies in the range of .pdf

1、Oktober 2004DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 14DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.IC

2、S 17.220.20; 29.030?GV 9576580www.din.deXDIN EN 60404-6Magnetische Werkstoffe Teil 6: Verfahren zur Messung der magnetischen Eigenschaften weichmagnetischer und pulverf rmiger Werkstoffe bei Frequenzen im Bereich 20 Hz bis 200 kHz mit Hilfe von Ringproben (IEC 604046:2003);Deutsche Fassung EN 604046

3、:2003Magnetic materials Part 6: Methods of measurement of the magnetic properties of magnetically soft metallic and powder materials at frequencies in the range of 20 Hz to 200 kHz by the use of ring specimens (IEC 604046:2003);German version EN 604046:2003Matriaux magntiques Partie 6: Mthodes de me

4、sure des proprits magntiques des matriaux mtalliques et des matriaux en poudre, magntiquement doux aux frquences comprises entre 20 Hz et 200 kHz, sur des prouvettes en forme de tore (CEI 604046:2003);Version allemande EN 604046:2003Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.

5、beuth.deGesamtumfang 24 SeitenDIN EN 60404-6:2004-102Beginn der GltigkeitDie von CENELEC am 2003-09-01 angenommene EN 60404-6 gilt als DIN-Norm ab 2004-10-01.Nationales VorwortZu diesem Dokument wurde ein Kurzverfahren in den DIN-Mitteilungen verffentlicht.Fr die vorliegende Norm ist das nationale A

6、rbeitsgremium K 171 Magnetische Legierungen und Stahl derDKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE zustndig.Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 68 Magnetic alloys and steels erarbeitet.Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikat

7、ion bis zum Jahr 2007 unverndert bleibensoll. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert.Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des

8、Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich dieVerweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die inBezug genommene

9、Ausgabe der Norm.Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit einZusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel:IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 6

10、0068 insDeutsche Normenwerk aufgenommen.EUROPISCHE NORMEUROPEAN STANDARDNORME EUROPENNEEN 60404-6September 2003ICS 17.220.20; 29.030Deutsche FassungMagnetische WerkstoffeTeil 6: Verfahren zur Messung der magnetischen Eigenschaftenweichmagnetischer und pulverfrmiger Werkstoffe bei Frequenzen im Berei

11、ch20 Hz bis 200 kHz mit Hilfe von Ringproben(IEC 60404-6:2003)Magnetic materials Part 6: Methods ofmeasurement of the magnetic properties ofmagnetically soft metallic and powder materialsat frequencies in the range of 20 Hz to 200 kHzby the use of ring specimens(IEC 60404-6:2003)Matriaux magntiques

12、Partie 6: Mthodes demesure des proprits magntiques desmatriaux mtalliques et des matriaux enpoudre, magntiquement doux aux frquencescomprises entre 20 Hz et 200 kHz, sur desprouvettes en forme de tore(CEI 60404-6:2003)Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2003-09-01 angenommen. Die CENELEC-Mitg

13、liedersind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind,unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu gebenist.Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Ang

14、abensind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich.Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). EineFassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durchbersetzung in seine L

15、andessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat dengleichen Status wie die offiziellen Fassungen.CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Dnemark,Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Litauen, Luxem

16、burg, Malta, denNiederlanden, Norwegen, sterreich, Portugal, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Spanien, derTschechischen Republik, Ungarn und dem Vereinigten Knigreich.CENELECEuropisches Komitee fr Elektrotechnische NormungEuropean Committee for Electrotechnical StandardizationComit Europen de No

17、rmalisation ElectrotechniqueZentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2003 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten.Ref. Nr. EN 60404-6:2003 DEN 60404-6:20032VorwortDer Text der Schriftstcke

18、68/271/FDIS und 68/275/RVD, zuknftige 2. Ausgabe von IEC 60404-6,ausgearbeitet von dem IEC TC 68 Magnetic alloys and steels, wurde der IEC-CENELEC parallelenAbstimmung unterworfen und von CENELEC am 2003-09-01 als EN 60404-6 angenommen.Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die

19、 EN auf nationaler Ebenedurch Verffentlichung einer identischen nationalenNorm oder durch Anerkennung bernommen werdenmuss (dop): 2004-06-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, dieder EN entgegenstehen, zurckgezogen werdenmssen (dow): 2006-09-01Anhnge, die als normativ bezeichnet sind, gehren z

20、um Norminhalt.Anhnge, die als informativ bezeichnet sind, enthalten nur Informationen.In dieser Norm ist Anhang ZA normativ und sind die Anhnge A und B informativ.Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt.AnerkennungsnotizDer Text der Internationalen Norm IEC 60404-6:2003 wurde von CENELEC ohne irg

21、endeine Abnderung alsEuropische Norm angenommen.In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise zu der aufgelisteten Norm die nachstehendeAnmerkung einzutragen:IEC 62044 ANMERKUNG Harmonisiert in der Reihe EN 62044 (nicht modifiziert)._EN 60404-6:20033InhaltSeiteVorwort. 2Einleitung . 41 Anwe

22、ndungsbereich 42 Normative Verweisungen 43 Allgemeine Grundzge der Messung 54 Temperaturmessungen . 65 Messung der Permeabilittszahl und der Magnetisierungskurve nach dem Verfahren derSpannungs-Stromstrke-Messung 76 Messung des spezifischen Gesamtverlusts nach dem Leistungsmessgert-Verfahren. 107 Me

23、ssung der magnetischen Eigenschaften im Wechselfeld mit Hilfe digitalerImpedanzbrcken 118 Messung der magnetischen Eigenschaften mit Hilfe digitaler Verfahren 139 Unsicherheiten. 1610 Prfbericht . 16Anhang A (informativ) Anforderungen an Wicklungen und Messgerte zur Minimierung zustzlicherVerluste 1

24、9A.1 Einfhrung . 19A.2 Verminderung der zustzlichen Verluste. 19Anhang B (informativ) Regelung der sinusfrmigen Schwingungsform nach digitalem Verfahren 20Literaturhinweise 21Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihrenentsprechenden europischen Publikatione

25、n .22Bild 1 Schaltung bei dem Ringprobenverfahren . 16Bild 2 Grundzge des Leistungsmessgert-Verfahrens. 17Bild 3 Schaltung beim digitalen Impedanzbrcken-Verfahren 17Bild 4 Schaltung beim digitalen Verfahren 18EN 60404-6:20034EinleitungDiese Ausgabe der Norm IEC 60404-6 wurde unter dem Maintenance pr

26、ogramme of publication des TC 68von der WG 2 erarbeitet. Die Messungen im Gleichfeld in der ersten Ausgabe dieser Norm werden jetzt vonIEC 60404-4 und deren nderung A1 abgedeckt. Diese Ausgabe der Norm IEC 60404-6 schliet Messungenim Wechselfeld an weichmagnetischen Pulverwerkstoffen ein. Da Messung

27、en an diesen Werkstoffen beihohen Frequenzen Gebrauch machen von einigen der Verfahren, die auch fr Messungen an magnetischenKomponenten benutzt werden, hat eine aktive Zusammenarbeit mit IEC TC 51 stattgefunden. IEC TC 51 hatkrzlich begonnen, die Normenreihe IEC 62044 zu verffentlichen. Dieses Norm

28、ungsprojekt wird aus vierTeilen bestehen. IEC 62044-3 gibt fr verschiedene Ferritkern-Anwendungen geeignete Messverfahren frdie magnetischen Eigenschaften bei hohen Erregungsniveaus an. Andererseits erfllt diese Ausgabe vonIEC 60404-6 die Forderung nach Messungen an Nicht-Ferrit-Werkstoffen, so dass

29、 die beiden Normen sichgut ergnzen.1 AnwendungsbereichDieser Teil der Normenreihe IEC 60404 beschreibt Verfahren zur Messung der magnetischen Wechselfeld-Eigenschaften im Wechselfeld von Werkstoffen auer Elektroblech und Weichferriten bei Frequenzen im Be-reich 20 Hz bis 200 kHz. Die von diesem Teil

30、 der Reihe IEC 60404 abgedeckten Werkstoffe schlieen jenespeziellen Legierungen ein, die in IEC 60404-8-6 aufgelistet sind, amorphe und nanokristalline Werkstoffe,gepresste und gesinterte sowie metallische Spritzgussteile, wie solche, die in IEC 60404-8-9 aufgefhrt sind,Gussteile und weichmagnetisch

31、e, zusammengesetzte Werkstoffe.Das Anliegen dieser Norm ist es, die allgemeinen Grundzge und die technischen Details der Messung dermagnetischen Eigenschaften weichmagnetischer Werkstoffe mit Hilfe des Ringprobenverfahrens festzulegen.Bei Werkstoffen in Pulverform wird der Werkstoff nach einem fr di

32、esen geeigneten Pressverfahren in dieForm einer Ringprobe gebracht.Magnetische Messungen im Gleichfeld an weichmagnetischen Werkstoffen mssen in bereinstimmung mitdem Ringprobenverfahren nach IEC 60404-4 ausgefhrt werden. Die Bestimmung der magnetischen Kenn-zahlen weichmagnetischer Komponenten muss

33、 in bereinstimmung mit IEC 62044-3 vorgenommen werden.Normalerweise mssen die Messungen bei Zimmertemperatur von (23 5) C an Ringproben durchgefhrtwerden, die vorher zuerst aufmagnetisiert und dann abmagnetisiert wurden. ber andere Temperaturberei-che knnen Messungen gem zwischen Hersteller und Kufe

34、r getroffenen Vereinbarungen vorgenommenwerden.2 Normative VerweisungenDie folgenden zitierten normativen Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Beidatierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt dieletzte Ausgabe des in Bezug

35、 genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen).IEC 62044-3:2000, Cores made of soft magnetic materials Measuring methods Part 3: Magnetic proper-ties at high excitation levels.IEC 60404-2:1996, Magnetic materials Part 2: Methods of measurement of the magnetic properties of elec-trical steel s

36、heet and strip by means of an Epstein frame.IEC 60404-4:1995, Magnetic materials Part 4: Methods of measurement of d.c. magnetic properties of ironand steel, Amendment 1:2000.IEC 60404-8-6:1999, Magnetic materials Part 8-6: Specifications for individual materials Soft magneticmetallic materials.IEC

37、60404-8-9:1994, Magnetic materials Part 8: Specifications for individual materials Section 9: Stan-dard specification for sintered soft magnetic materials.EN 60404-6:20035ISO/IEC Guide to the expression of uncertainty in measurement, 1993.3 Allgemeine Grundzge der MessungDie Messungen werden an eine

38、m geschlossenen magnetischen Kreis in der Form einer Ringprobe, die miteiner oder zwei Wicklungen bewickelt ist, ausgefhrt.3.1 ProbeDie Probe muss die Form eines Ringes mit rechteckigem Querschnitt haben, der auf folgende Weise herge-stellt sein kann:a) durch Wickeln von dnnen Streifen oder Draht zu

39、 einem Toroid-Kern nach Art einer Uhrfeder oderb) durch Aufschichtung von gestanzten, Laser-geschnittenen oder fotochemisch getzten Ringen oderc) durch Pressen und Sintern von Pulvern, durch Spritzguss oder durch Gieen.Im Fall von Pulverwerkstoffen wird die Ringprobe durch Spritzguss oder durch Pres

40、sen (gegebenenfalls unterErhitzung) in bereinstimmung mit den Empfehlungen des Werkstoffherstellers zum Erreichen der optimalenmagnetischen Eigenschaften des Pulverwerkstoffes hergestellt.Bei allen Typarten der Probe sollten vor der Wrmebehandlung Grate und scharfe Kanten entfernt werden.Im Falle vo

41、n hochpermeablem Werkstoff ist es vorzuziehen, die Ringprobe in eine zweiteilige, ringfrmigeDose einzuschlieen, in die die Probe eng hineinpasst, ohne dass mechanische Spannungen in den Werk-stoff eingefhrt werden.Der Ring muss so bemessen sein, dass das Verhltnis des ueren zum inneren Durchmesser n

42、icht grerals 1,4 und vorzugsweise kleiner als 1,25 ist.Bei festen Werkstoffen und gepressten Pulverwerkstoffen mssen die Abmae der Proben, d. h. der uereund der innere Durchmesser und die Hhe des Rings, mit geeigneten kalibrierten Messgerten gemessenwerden. Die Abmae mssen jeweils an mehreren Stelle

43、n der Probe gemessen und dann gemittelt werden.Die Querschnittsflche der Probe muss errechnet werden gem:2DdA hG2dG3d (1)Dabei ist:A die Querschnittsflche der Probe in Quadratmeter;D der uere Durchmesser der Probe in Meter;d der innere Durchmesser der Probe in Meter;h die Hhe der Probe in Meter.Bei

44、Kernen aus einem geschichteten Stapel oder aus gewickelten Streifen muss die Querschnittsflche derProbe aus der Masse, der Dichte und den Werten des inneren und ueren Durchmessers des Rings be-rechnet werden. Die Masse und die Durchmesser mssen mit geeigneten kalibrierten Messgerten gemes-sen werden

45、. Als Dichte ist der vom Hersteller des Werkstoffs angegebene konventionelle Wert der Dichte zuverwenden. Die Querschnittsflche muss berechnet werden nach:G28G29 +2 mADdG72G3d (2)Dabei ist:m die Masse der Probe in Kilogramm;G72 die Dichte des Werkstoffs in Kilogramm je Kubikmeter.EN 60404-6:20036Fr

46、die Berechnung der magnetischen Feldstrke ist es notwendig, die mittlere magnetische Weglnge derProbe zu bestimmen gem:m2DdG2bG3dG70G6c (3)Dabei ist mG6cdie mittlere magnetische Weglnge der Probe in Meter.Wenn der spezifische Gesamtverlust zu bestimmen ist, dann muss die Masse der Probe gemessen wer

47、den.3.2 WicklungenDie Anzahl der Wicklungen und die Anzahl der Windungen hngen von der benutzten Messeinrichtung unddem angewandten Messverfahren ab. Fr Verlustmessungen sind normalerweise eine Magnetisier- und eineSekundrwicklung erforderlich. In diesem Fall muss die Sekundrwicklung so nah wie mgli

48、ch an der Probeliegen, um die Wirkung des von der Wicklung eingeschlossenen Luftflusses zu minimieren. Smtliche Wick-lungen mssen gleichfrmig ber die gesamte Lnge der Probe gewickelt sein.Bei Messungen bei Frequenzen oberhalb von technischen Frequenzen muss dafr gesorgt werden, dassKomplikationen au

49、f Grund von Kapazitt und anderen Effekten vermieden werden. Diese werden imAnhang A vorgestellt und diskutiert.Es muss dafr Sorge getragen werden, dass die Drahtisolierung beim Wickeln nicht beschdigt wird, was ei-nen Kurzschluss zur Probe hin verursachen wrde. Mit einem geeigneten Wechselstrom-Isolations-Wider-standsmessgert muss geprft und sicher