Приобретение навыков экспериментального определения и последующей автоматизированной обработки статических характеристик устройств, в которых имеется несколько магнитосвязанных обмоток, подключаемых к источникам питания различного рода тока.
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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
