Приобретение навыков экспериментального определения и 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 во многом зависят:
- от вида вольтамперных характеристик (ВАХ) обмоток электромагнитных систем (ЭМС) конкретного исполнения и назначения;
- от изменения коэффициентов дифференциальной индуктивности и взаимной индуктивности при изменении воздушного зазора, тока нагрузки, а в некоторых специальных случаях и тока подмагничивания.
При экспериментальном определении ВАХ обмоток, пересчете их к характеристикам намагничивания (зависимость потокосцепления обмотки от тока или намагничивающей силы), определении дифференциальной индуктивности, влияния электромагнитной связи между обмотками необходимо использовать законы
- электромагнитной индукции;
- второй закон Кирхгофа для электрической цепи;
- второй закон Кирхгофа для магнитной цепи (иначе – закон полного тока).
Кроме того, необходимо иметь отчетливое представление о возможностях различных средств измерения и их обработки.
Вид характеристик намагничивания магнитопроводов обусловлен их конструкцией и доменной структурой вещества, из которых они изготовлены. Свойства магнитопроводов характеризуются основной кривой намагничивания, формой и размерами. Проявление взаимной индукции, возможности управляемого изменения дифференциальной индуктивности обмотки исследуется при снятии ВАХ с подмагничиванием магнитопроводов от магнитодвижущей силы дополнительной обмотки, обтекаемой постоянным током от источника тока (правильно) либо ЭДС (неправильно).
В лабораторной работе результаты получаются двумя способами:
– с использованием амперметра и вольтметра (без наблюдения явления гистерезиса);
– осциллографированием ВАХ (с наблюдением петли гистерезиса материала магнитопровода).
Схемы включения обмоток 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, геометрией и размерами магнитопровода. Размеры характеризуются сечением и длинной по средней линии в направлении прохождения магнитного потока, На величину магнитного потока в магнитопроводе и, соответственно, потокосцепление обмотки существенное влияние оказывает воздушный зазор (большое магнитное сопротивление).
|
Рис. 1. Схема подключения обмоток для исследования свойств ЭМС без подмагничивания магнитопровода 1 – рабочая обмотка; 2 – измерительная обмотка |
Рис. 2. Схема подключения обмоток для исследования свойств ЭМС с подмагничиванием магнитопровода 1- рабочая обмотка; 2-измерительная обмотка; 3-обмотка подмагничивания |
|
Рис. 3. Схема подключения обмоток 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 и для расчета величины
Нп при определении характеристик с подмагничиванием,
полученных методом амперметра-вольтметра, а при исследованиях с применением
осциллографа – и величины 
. При этом 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) с использованием закона Ома для участка цепи.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
