Исследование разветвленной магнитной цепи.

1) Выяснить и записать в заголовке табл. 9.3 число витков измерительных обмоток W_и.

2) Подключить к зажимам ~ 0–250 В намагничивающую обмотку 1-го стержня Ш-образного магнитопровода. Установить ток в ней 0,5 А и измерить напряжение всех трех измерительных обмоток. Повторить такие же измерения при подача тока 0,5 А в намагничивавшие о смотки 2-го, а затем 3-го стержней. Результаты записать в табл. 9.3.

3) Повторить измерения п. 2 при токе 1,5 А.

4) Вычислить амплитуды магнитного потока, пользуясь соотноше­нием (1).

 

Таблица 9.3 – Распределение магнитных потоков в Ш-образном сердечнике. W_и =        витков

Номер намагнич. стержня	Измерено				Вычислено
	I	U1	U2	U3	Ф1m	Ф2m	Ф3m
	А	В	В	В	Вб	Вб	Вб
1	0,5
2	0,5
3	0,5
1	1,5
2	1,5
3	1,5

 

5) Составить уравнения по 1-му закону Кирхгофа для 3-х вариантов намагничивания. Оценить, в каких случаях измеренные магнитные потоки удовлетворяют уравнениям Кирхгофа в большей и в каких случаях – в меньшей степени. Уравнения и выводы а письменной форме привести в отчете.

 

Контрольные вопроси и задачи

1) На какие группы делят вещества в электротехнике по магнитным свойствам?

2) Какими основными величинами характеризуется магнитное поле и как они связаны между собой?

3) Основная кривая намагничивания и ее связь о гистерезисными кривыми. Понятие о коэрцитивной силе и остаточной индукции.

4) Закон полного тока в общем случав и в случае катушки из W витков на однородном сердечнике постоянного сечения.

5) Намагничивающая сила (н.с.) и правила определения ее направ­ления.

6) Магнитные цепи. Определение и разновидности. Роль ферромагнит­ных материалов.

7) Объяснить результаты измерений и вычислений в табл. 9.1.

8) Объяснить результаты измерений и вычислений в табл. 9.3 а также B_m(H_m).

9) Объяснить результаты измерений и вычислений в табл. 9.3.

10) Вычислить относительную и абсолютную проницаемость стали сердечника на рис. 9.1 при малых, средних и больших значениях намагни­чивавшего тока. Объяснить результаты.

11) Чем объясняется неравенство магнитных потоков в различных сечениях одного и того же замкнутого сердечника (рис. 9.1). Как влияет степень насыщения на это неравенство?

12) Как влияют потоки рассеяния на распределение магнитного пото­ка в стержнях Ш-образного сердечника (рис. 9.2)?

13) При каких значениях намагничивающего тока – малых или боль­ших – уравнения 1-го закона Кирхгофа для магнитной цепи на рис. 9.2 не удовлетворяются в большей мере? Почему?

Лабораторная работа № 17

 

ИССЛЕДОВАНИЕ КАТУШКИ СО СТАЛЬНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ

 

Цель работы – ознакомление с устройством, снятие характеристик, построение векторной диаграммы и определение параметров схемы замеще­ния индуктивной катушки со стальным сердечником.

 

Домашняя подготовка к работе

1) Изучить свойства катушки с ферромагнитным сердечником по учебнику /1, § 15.3 – 15.6, 15.64 – 15.68/.

2) Сопоставляя основную кривую намагничивания B(H) с выраже­нием индуктивности  и принимая во внимание соотношения HP = I_w и ψ = Ф_w = BS_w, построить зависимость L(I) катушки со стальным сердеч­ником. Такие же рассуждения провести для катушки индуктивности баз фер­ромагнитного сердечника.

3) Заготовить бланк отчета со схемой и таблицами, приведенными в разделе 2.

 

Порядок выполнения работы

1) Снять размеры сердечника, необходимые для вычисления его се­чения и массы.

2) Вычислить площадь сечения сердечника и его массу, приняв коэффициент заполнения 0,92 и удельную массу стали 7,7 г/см³.

3) Собрать цепь для определения активного сопротивления R об­мотки катушки методом вольтметра и амперметра на постоянном токе. Питание схемы предусмотреть от регулируемого источника постоянного тока. Измерить и записать в отчет напряжение и ток для трех случаев.

4) Определить активное сопротивление обмотки катушки, вычислив R по формуле  для трех случаев и среднеарифметическое его значе­ние.

5) Собрать цепь по схеме на рис. 10.1.

 

Рисунок 10.1 – Электрическая схема исследования катушки

 

Питание схемы осуществить от регулируемого источника переменного тока (РИПТ).

6) Снять и записать в табл. 10.1 зависимость тока, напряжения и мощности от величины немагнитного зазора в магнитопроводе при постоянной амплитуде основного магнитного потока. Для обеспечения постоянного мак­симального потока необходимо при всех значениях зазора устанавливать с помощью РИПТ такое напряжение U₁ на основной обмотке W₁, при котором напряжение U₂ на вспомогательной обмотке W₂ остается одним и тем же. Ве­личину U₂ указывает преподаватель.

 

 

Таблица 10.1 – Результаты исследования катушки U₂ = В

№ п/п	Измерено				Вычислено
	lз	I1	U1	P	Cos φ	Z	R	Xs	g0	L0
	мм	А	В	Вт	–	Ом	Ом	Ом	Ом	Г
1
2
3
4

 

7) Снять зависимость напряжений U₁, U₂ потребляемой мощности от величины немагнитного зазора при постоянной величине намагничивающей силы I_w1. Величину тока I указывает преподаватель. Результаты записать в табл. 10.2.

 

Таблица 10.2 – Результаты исследования катушки I = А

№ п/п	Измерено				Вычислено
	lз	I1	U1	P	Cos φ	Z	R	Xs	g0	L0	Bm
	мм	А	В	Вт	–	Ом	Ом	Ом	Ом	Г	Т
1
2
3

 

8) Снять вольтамперную характеристику катушки при двух значени­ях зазора в сердечнике. Результаты записать в табл. 10.3.

9) Вычислить полное сопротивление Z и коэффициент мощности Cosφ катушки, использовав для этого закон Ома и формулу активной мощности. Результаты вычислений занести в соответствующие таблицы.

 

Таблица 10.3 – Вольтамперные характеристики катушки

№ п/п	Измерено					Вычислено
	l3	I	U1	U2	P	Z	Cos φ	Bm	P`ст
	мм	А	В	В	Вт	Ом	–	Т	Вт/кг
1
2

 

10) Начертить в отчете схему замещения катушки со стальным сер­дечником.

11) Вычислить параметры g₀L₀ схемы замещения для всех значений зазора по данным табл. 10.1 и 10.2. Параметры g₀ и L₀ определить из соот­ношений

 

;	;	;
;	­;	.

 

Результаты вычислений занести в соответствующие таблицы.

12) Определить индуктивное сопротивление X_s, обусловленное по­током рассеяния, пользуясь векторной диаграммой. Векторную диаграмму необходимо строить согласно § 15.64 /1/. Результаты вычислений занес­ти в таблицы.

13) Вычислить амплитуду магнитной индукции В_m, пользуясь соотно­шениями

 

U₂ = 4,44W₂fФ_ст;

 

Ф_ст = B_mS.

Результаты занести в табл. 10.2 и 10.3.

14) Определить удельную мощность P`_ст потерь в стали, разделив мощность Р_ст на вес сердечника. Результаты занести в табл. 10.3.

15) Построить графики зависимости: Z, X_s, g₀, L₀, B_m от l_з (по табл. 10.1 и 10.2) и I, Z, B_m, P`_ст от U₁ (no табл. 10.3).

16) По результатам исследований сделать выводы.

 

Контрольные вопросы

1) Доказать, что катушка с ферромагнитным сердечником обладает индуктивностью большей, чем такая же катушка без сердечника.

2) Объяснить зависимость индуктивности катушки с ферромагнитным сердечником от тока в ней.

3) Построить кривую тока в катушке со стальным сердечником при синусоидальном напряжении на ней.

4) Построить кривую напряжения на катушке со стальным сердечни­ком при синусоидальном токе в ней.

5) Объяснить природу потерь мощности в сердечнике и их зависимость от толщины листов, из которых набран сердечник.

6) Что такое основной магнитный поток и поток рассеяния? Почему эти составляющие потока рассматриваются отдельно?

7) Что такое индуктивность рассеяния? Как определяется индуктив­ное сопротивление рассеяния в данной работе?

8) Объясните методику построения векторной диаграммы и смысл по­казанных на диаграмме величин.

9) Схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником, физичес­кий смысл ее параметров.

10) Почему X_s меняется незначительно при изменении зазора?

11) Объяснить, почему g₀ и L₀ не остаются постоянными при изме­нении тока и напряжения.

Лабораторная работа № 18

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ КАТУШКИ С ФЕРРОМАГНИТНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ И КОНДЕНСАТОРА (ФЕРРОРЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ)

 

Цель работы – практическое изучение резонансных явлений при после­довательном соединении катушки с ферромагнитным сердечником и конденса­тора, закрепление знаний теории феррорезонанса и его практического ис­пользования.

 

---

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 254; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!