Исследование свойств устройств с переменными магнитодвижущими силами

Страницы работы

Содержание работы

Лабораторная работа № 1

Исследование свойств устройств с переменными магнитодвижущими силами

Цель работы

Приобретение навыков экспериментального определения и последующей автоматизированной обработки статических характеристик устройств, в которых имеется несколько магнитосвязанных обмоток, подключаемых к источникам питания различного рода тока.

Основные теоретические положения

Свойства исполнительных электромеханических устройств, трансформаторных, индуктивных и индукционных преобразователей перемещения оцениваются видом вольтамперных характеристик (ВАХ), зависимостями изменения коэффициентов индуктивности и взаимной индуктивности от воздушного зазора, тока нагрузки и тока подмагничивания.

При экспериментальном определении ВАХ устройства, пересчете их к характеристикам намагничивания (зависимость потокосцепления от тока или намагничивающей силы), определении дифференциальной индуктивности, влияния электромагнитной связи между обмотками необходимо использовать законы электромагнитной индукции и полного тока, иметь представлений о возможностях различных средств измерения.

Вид характеристик намагничивания обусловлен доменной структурой вещества и конструкцией магнитопроводов. Свойства магнитопроводов характеризуются основной кривой намагничивания, формой и размерами. Проявление взаимной индукции, возможности управляемого изменения дифференциальной индуктивности исследуется при снятии ВАХ с подмагничиванием магнитопроводов от магнитодвижущей силы дополнительной обмотки, обтекаемой постоянным током от источника тока (правильно) либо ЭДС (не правильно).

В лабораторной работе результаты получаются двумя способами:

– с использованием амперметра и вольтметра;

– осциллографированием ВАХ, формируемой петлёй гистерезиса материала магниопровода.

Схемы для проведения исследований представлены рис. 1 – 3. Напряженность переменного магнитного поля создается магнитодвижущей силой первичной (рабочей) обмоткой 1 с числом витков w1. Для измерения величины ЭДС взаимной индукции, а так же расчета индукции магнитного поля в магнитопроводе используется измерительная обмотка 2 с числом витков w2. Для создания поля подмагничивания напряженностью Hп, используется обмотка подмагничивания 3  с числом витков w3. Магнитный поток в магнитопроводе является функцией результирующей намагничивающей силы[1], параметров кривой намагничивания материала магнитопровода, сечения и длины по средней линии магнитопровода, а при наличии зазора в нем – и величины этого зазора.


Рис. 1. Схема для исследования свойств ЭМС без подмагничивания магнитопровода

1 – рабочая обмотка; 2 – измерительная обмотка

Рис. 2. Схема для исследования свойств ЭМС с подмагничиванием магнитопровода

1- рабочая обмотка; 2-измерительная обмотка; 3-обмотка подмагничивания

Рис. 3. Схема для исследования свойств ЭМС без подмагничивания магнитопровода, но с различием в параметрах магнитной цепи 1 – рабочая обмотка; 2 – измерительная

обмотка; ОС – осциллограф

Исходя из возможностей используемого оборудования (измерений средних по модулю значений токов и напряжений) методом амперметра-вольтметра, можно получить зависимости вида:

                                       и .                                  (1)

При использовании осциллографического метода определяются зависимости и изменение вида ВАХ, обусловленной точками ветвления петли гистерезиса материала магнитопровода.

Амплитуда индукции в магнитопроводе может быть рассчитана по величине среднего значения ЭДС в измерительной обмотке:

 ,                                                       (2)

где f= 50 − частота источника питания, Гц;
   − число витков измерительной обмотки (указано на лицевой панели модуля);
S −  сечение магнитопровода, м2 (указано на лицевой панели модуля).

Напряженность переменного магнитного поля в магнитопроводе (в данном случае среднее значение) на основании закона полного тока определяется по формуле

,                                                             (3)

где  - число витков рабочей (первичной) обмотки, по которой протекает переменный ток, оцениваемый средним значением Iср (указано на лицевой панели модуля);
        lср - длина средней силовой линии магнитопровода, м (указано на лицевой панели модуля).

Выражение (3) используется также и для расчета величины Нп при определении характеристик с подмагничиванием, полученных методом амперметрметра-вольтметра, а при исследованиях с применением осциллографа – и величины . В последнем случае в (3) вместо величины тока подмагничивания, подставляется амплитудное значение тока в рабочей обмотке . Величина  определяется по падению напряжения на эталонном сопротивлении R1 в цепи первичной обмотки (см. рис. 3, величина R1=1.8 Ом).

Осциллографирование ВАХ, обусловленной петлёй гистерезиса материала магнитопровода, возможно при выполнении условий  > 200 и R2<0,1 Ом.

Похожие материалы

Информация о работе