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电机、变压器等电工设备在实际运行时的材料特性受到电、磁、流体、热、应力等复杂物理因素的相互作用,这种多物理场耦合作用使得精确分析其运行性能变得非常困难。这些电工设备的铁心广泛采用电工钢片,其电磁特性受到温度和应力物理因素影响,除此之外,诸如旋转磁化、谐波等复杂磁化因素也对电工钢片的材料特性影响显著。因此,为准确分析和计算电工装备的性能,需要精细的电工钢片材料特性测量数据。温度和应力综合因素作用下电工钢片的复杂磁特性的测量需要考虑到温度、应力矢量、轴比、磁化角度、频率以及谐波等参数,这些参数本身取值范围宽且相互组合后测试工况多达几百种,整个测量的工作量将会非常巨大,因此开发一种自动测量系统很有必要。本文主要完成了电工钢片复杂磁特性自动测量系统的设计以及基于LabVIEW平台的复杂磁特性测量程序的设计。测量系统的硬件部分以STM32为核心设计了温度自动加载模块,包括上位机,STM32核心板、温度控制器、热敏电阻等。温度的自动加载由上位机与单片机通过串口通讯,单片机再经过RS485接口将温度指令传输到温度控制器,样片的温度由热敏电阻进行检测并将检测到的信号反馈给温度控制器,然后由温度控制器对反馈的温度信号进行调节并控制陶瓷加热片对电工钢样片加温。应力自动加载模块主要包括上位机、STM32核心板、L298N电机驱动板和力传感器等。应力自动加载控制由上位机通过串口将指令传送到单片机,单片机对误差进行比较后输出相应的脉冲以驱动电机,样片的应力矢量通过直线电机加载并由力传感器获得实时的应力数值后反馈到单片机中完成自动控制。软件部分基于LabVIEW平台,设计了电工钢片复杂磁特性的非正弦激励程序以及对波形反馈控制方法进行了改进,然后分别测量了在不同频率及不同谐波激励下的磁特性,其中包括不同轴比、磁化角度以及磁密幅值。温度的变化范围从室温到180℃,应力的变化从-15MPa到+15MPa。最后由测量结果归纳出温度应力耦合作用下电工钢片复杂矢量磁特性的变化规律。