电气设备性能改进的主要方法是对铁心结构进行优化设计,而优化设计的前提就是要对铁心材料的服役磁特性进行测量和建模。除了铁心在生产加工过程中产生的机械应力外,在电机、变压器等电力设备实际运行时也会产生复杂的离心力、预紧力等从而影响铁心的磁特性。目前针对硅钢片应力磁特性的测量方法还仅局限于交变磁场磁化的条件,并且应力施加方向与磁化方向平行,已不能满足当前电工装备的设计需要。为了更准确的获得硅钢片的服役磁特性,本文开展硅钢片在应力加载条件下二维磁特性测试方法的研究,主要侧重于二维应力磁特性测试仪励磁结构的设计与优化、双轴应力加载装置的设计与探究、应力磁特性测试平台的搭建以及实验验证等。主要内容如下:(1)在一维单片测试仪的基础上创新性的提出新型二维励磁结构,既能满足二维旋转激磁的需要同时还能对样片施加应力。利用有限元软件对磁路结构进行仿真验证。优化设计了分层激磁绕组而且对样片形状进行了优化消除了涡流效应的影响。(2)设计制作感应线圈和探针结合式的B-H复合磁测量传感器,通过线圈校准实验对H采集线圈进行了系数的精密标定。通过有限元仿真软件,验证了在立式励磁结构中双层H线圈测量精确度要高于单层H线圈,并基于仿真结果设计制作了双层H线圈。设计传感箱将感应线圈和探针结合,确保每次更换样片位置的一致性。(3)基于新型励磁结构设计了双轴应力加载采集系统。通过Ansys有限元仿真验证了应力加载方式的可行性,对样片形状以及样片夹具结构进行了优化设计。通过拉伸实验探究并确定了电机运动的最佳控制方式。使用非导磁的铝材料制作了应力加载装置,该装置不仅可以灵活的完成一维交变和二维旋转激磁,还可以在一定范围内对样片施加两个方向的拉压应力。使用拉力传感器与应变采集卡来完成应力的采集显示工作。(4)结合上述工作,基于实验室现有测量基础搭建了硅钢片在应力加载条件下的磁特性测量系统,该系统可以对硅钢片进行应力磁特性测量试验并对测量数据自动采集处理。基于实验系统,对50JN470无取向硅钢片在交变磁化条件下的磁特性进行了测量并与爱泼斯坦测试数据进行对比,具有较好的一致性。进一步对在应力加载条件下的一维交变磁特性及二维旋转磁特性进行了测量实验。