一种自主学习的高硅钢软磁复合铁芯智能化生产系统及生产方法

申请/专利权人：安徽工业大学;鞍钢股份有限公司

申请日：2021-03-26

公开（公告）日：2023-03-14

公开（公告）号：CN113066655B

主分类号：H01F41/02

分类号：H01F41/02;G05B19/418

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.14#授权;2021.07.20#实质审查的生效;2021.07.02#公开

摘要：本发明公开了一种自主学习的高硅钢软磁复合铁芯智能化生产系统及生产方法，属于软磁复合铁芯智能化生产技术领域。本发明的生产系统包括数据输入模块、数据分析模块、数据输出模块、通信模块、数据修正模块；生产方法为：用户通过输入模块选择目标性能参数及生产控制模式，系统生成生产过程关键参数，并由输出模块输出给用户；用户确认后形成控制指令，并发送至生产设备进行生产。本发明的系统不仅能够根据高硅钢铁芯产品的目标性能参数自动生成合理的操作条件，还能根据历史数据和产品检化结果对系统内置的关系模型不断进行优化、完善，能够有效提高产品产量和质量、减少浪费、降低成本。

主权项：1.一种自主学习的高硅钢软磁复合铁芯智能化生产系统，其特征在于：包括数据输入模块、数据分析模块、数据输出模块、通信模块和数据修正模块，其中：所述数据输入模块用于接收用户输入的高硅钢软磁复合铁芯生产目标性能参数及选择智能化生产控制模式；所述高硅钢软磁复合铁芯生产目标性能参数包括饱和磁感应强度参数、电阻率参数、铁损参数、使用外场强度参数、使用频率参数，所述智能化生产控制模式为沉积时间智能化生产控制模式、沉积温度智能化生产控制模式、气相正硅酸乙酯消耗量智能化生产控制模式；所述数据分析模块用于依照高硅钢软磁复合铁芯生产目标性能参数及选择智能化生产控制模式来调取并启动流程模拟模型库中对应的关系模型，生成高硅钢软磁复合铁芯智能化生产过程关键参数；所述流程模拟模型库中对应的关系模型包括沉积时间性能关系模型、沉积温度性能关系模型、气相正硅酸乙酯消耗量性能关系模型，所述高硅钢软磁复合铁芯智能化生产过程关键参数包括高硅钢粉末粒径、沉积时间、沉积温度、气相正硅酸乙酯消耗量、烧结时间、烧结压力、烧结温度；所述沉积时间性能关系模型为生成满足所有高硅钢软磁复合铁芯生产目标性能参数，控制沉积温度为600～700℃、气相正硅酸乙酯消耗量为2～5sccmg、烧结压力为10～30Mpa、烧结时间为5～15min、烧结温度为850～1050℃时，根据下式进行计算，确定沉积时间：M＝198.08-0.237t 其中：M为高硅钢软磁复合铁芯的饱和磁感应强度，单位为emug；ρ为高硅钢软磁复合铁芯的电阻率，单位为mΩ·cm；PBmf为高硅钢软磁复合铁芯的铁损，单位为Wkg；t为高硅钢软磁复合铁芯的沉积时间，单位为min；Bm为高硅钢软磁复合铁芯的使用外场强度，单位为T；f为高硅钢软磁复合铁芯的使用频率，单位为Hz；所述沉积温度性能关系模型为生成满足所有高硅钢软磁复合铁芯生产目标性能参数，控制沉积时间为40～80min、气相正硅酸乙酯消耗量为2～5sccmg、烧结压力为10～30Mpa、烧结时间为5～15min、烧结温度为850～1050℃时，根据下式进行计算，确定沉积温度：M＝0.995-12918.5+113.19x+0.393x2+6.76×10-4x3-5.763×10-7x4+1.95×10-10x5×198.08ρ＝3.2×1011-1.13×109x+1.06×107x2-8.5×104x3+451.22x4-2.99x5+0.0164x6-5.65×10-5x7+1.3×10-7x8-1.81×10-10x9+1.88×10-13x10-2.17×10-16x11+9.32×10-20x12-4.1×10-23x13+9.95×10-27x14-1.12×10-30x15 其中：M为高硅钢软磁复合铁芯的饱和磁感应强度，单位为emug；ρ为高硅钢软磁复合铁芯的电阻率，单位为mΩ·cm；PBmf为高硅钢软磁复合铁芯的铁损，单位为Wkg；x为高硅钢软磁复合铁芯的沉积温度，单位为℃；Bm为高硅钢软磁复合铁芯的使用外场强度，单位为T；f为高硅钢软磁复合铁芯的使用频率，单位为Hz；所述气相正硅酸乙酯消耗量性能关系模型为生成满足所有高硅钢软磁复合铁芯生产目标性能参数，控制沉积时间40～80min、沉积温度600～700℃、烧结压力10～30Mpa、烧结时间5～15min、烧结温度850～1050℃时，根据下式进行计算，确定气相正硅酸乙酯消耗量：M＝195.167-0.0024×n5+6.61×10-7×n10-1.1×10-10n15 其中：M为高硅钢软磁复合铁芯的饱和磁感应强度，单位为emug；ρ为高硅钢软磁复合铁芯的电阻率，单位为mΩ·cm；PBmf为高硅钢软磁复合铁芯的铁损，单位为Wkg；n为气相正硅酸乙酯消耗量，单位为mlmin；Bm为高硅钢软磁复合铁芯的使用外场强度，单位为T；f为高硅钢软磁复合铁芯的使用频率，单位为Hz；所述数据输出模块用于将最终高硅钢软磁复合铁芯生产过程关键参数输出给用户，经用户确认后形成控制指令；所述通信模块用于将形成的控制指令发送至高硅钢软磁复合铁芯生产设备；所述数据修正模块用于将高硅钢软磁复合铁芯的性能检化结果依照沉积时间、沉积温度及气相正硅酸乙酯消耗量分别建立对应的性能控制数据库，并通过对该对应的性能控制数据库中的历史数据进行分析，修正数据分析模块中的性能关系模型；所述高硅钢软磁复合铁芯的性能检化结果包括饱和磁感应强度参数、电阻率参数、铁损参数。

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