Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника»




НазваниеМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника»
страница2/8
Дата публикации04.06.2014
Размер0.84 Mb.
ТипМетодические указания
uchebilka.ru > Спорт > Методические указания
1   2   3   4   5   6   7   8
><В><m><=f><(H><m><) ><при >< ><перемагничивании ><в ><переменном ><магнитном ><поле ><промыш><ленной ><частоты.>

  • <Снятие ><кривой ><намагничивания ><при ><подмагничивании ><сердечника ><постоянным ><магнитным ><полем.>

  • <Определение ><основных ><магнитных ><характеристик ><сер­><дечника><.>

    <Пояснения ><к ><работе.>

    <Большинство ><сердечников ><и ><магнитопроводов ><электромаг­><нитных ><устройств ><автоматики ><и ><электрических ><машин ><работает ><в ><переменных ><магнитных ><полях ><промышленной ><частоты. ><Процесс ><перемагничивания ><в ><них ><мало ><отличается ><от ><перемагничивания ><на ><постоянном ><токе ><и ><называется ><квазистатическим.>

    <Если ><через ><катушку ><с ><магнитопроводом ><протекает ><сину­><соидальный ><ток, ><то ><периодические>< ><изменения ><от ><-I><m>< ><до ><+I><m ><вызывают ><соответствующие ><изменения ><напряженности ><поля ><от ><-><H><m>< ><до ><><m>< ><и ><магнитной ><индукции ><от ><><m>< ><до ><+><B><m><. ><Магнитное ><со­><стояние ><магнитопровода ><при ><этом ><также ><изменяется ><и ><характе><ризуется ><зависимостью ><B=f ><(H)><, ><представляющей ><собой ><замк­><нутую ><кривую, ><называемую ><петлей ><гистерезиса ><(><рис ><1.1).>

    <Форма ><этой ><петли ><определяется ><главным ><образом ><материалом ><магнитопровода, ><но ><зависит ><также ><от ><формы ><и ><размеров ><>магнитопровода<, ><от ><частоты ><и ><подмагничивающего ><тока. ><Поэтому ><возникает ><необходимость ><исследования ><петли ><гист>ерезиса <для <магнитопроводов> <различных ><форм ><и ><размеров ><при ><разных ><токах ><и ><частотах.>>

    <При ><относительно ><медленных ><изменениях ><напряженности ><Н ><(при ><частотах ><до ><сотен ><герц) ><ширина ><петли ><определяется ><по­><терями ><активной ><мощности ><в ><магнитопроводе ><на ><>перемагничивание< ><и ><вихревые ><токи. ><Процесс ><перемагничивания ><в ><этом ><случае ><называется ><статическим, ><а ><петля ><гистерезиса ><><статической ><петлей.>
    <>




    Р
    ис. 1.1. Статическая петля гистерезиса.
    <При ><увеличении ><амплитуды ><тока ><в ><катушке ><возрастают ><максимальные ><значения ><напряженности ><Н><m ><><и ><В><m><. ><><Если ><напряжен­><ность ><поля ><достигает ><значений, ><при ><которых ><наступает ><насы­><щение ><магнитопровода, ><получается ><предельная ><петля ><гистере­><зиса. ><При ><небольших ><циклических ><изменениях ><Н ><индукция ><изменяется ><по ><частным ><циклам, ><расположенным ><внутри ><предель­><ной ><петли. ><Если ><при ><этом ><индукция ><не ><имеет ><постоянной ><со­><ставляющей, >< ><то ><частный ><цикл ><называют ><симметричным.>

    <Кривая, ><соединяющая ><вершины ><симметричных ><частных ><цик><лов, ><представляют ><собой ><основную ><кривую ><намагничивания. ><Основная ><кривая ><намагничивания ><используется ><в ><расчетах ><маг­><нитных ><цепей ><и ><приводится ><в ><справочниках.>

    <Вследствие ><наличия ><петли ><гистерезиса, ><в ><моменты ><време><ни, ><когда ><напряженность ><Н ><уменьшится ><до ><нуля, ><индукция ><име><ет ><ненулевое ><значение ><В><r><, ><называемое ><остаточной ><индукцией. ><Напряженность ><поля, ><при ><которой ><магнитный ><поток ><меняет ><на­><правление, ><называется ><коэрцитивной ><силой ><Н><c><.>

    <В ><то ><время ><как ><напряженность ><магнитного ><поля ><не ><зави­><сит ><от ><свойств ><магнитопровода ><и ><создается ><током, ><протекаю­><щим ><по ><катушке, ><то ><магнитная ><индукция ><определяется ><как ><на­><пряжённостью, ><так ><и ><свойствами ><материала ><магнитопровода, ><характеризующегося ><относительной ><магнитной ><проницаемостью >

    <где - ><><магнитная ><постоянная.>

    <В ><частных ><циклах ><перемагничивания ><среднее ><значение ><магнитной ><проницаемости ><можно ><приближенно ><определить ><через ><максимальные ><значения ><напряженности ><Н><m>< ><и ><индукции ><В><m>< ><:>

    <>
    <Магнитная ><проницаемость ><материала ><изменяется ><при ><изме><нении ><напряженности ><переменного ><магнитного ><поля, ><в ><более ><сильных ><полях ><она ><снижается. ><Примерный ><вид ><этой ><зависимости ><для ><электротехнических ><сталей ><показан ><на ><>рис.<>< ><1.2.>



    Рис. 1.2. Зависимость магнитной проницаемости электротехнической стали
    <На ><магнитной ><состояние ><ферромагнитного ><материала ><ока­><зывает ><влияние ><подмагничивание ><постоянным ><магнитным ><полем. ><При ><подмагничивании ><в ><кривой ><индукции ><появляется ><постоянная ><составляющая, ><а ><цикл ><перемагничивания ><становится ><>несимметричным< ><.>

    <Подмагничивание ><постоянным ><полем ><способствует ><уменьше­><нию ><магнитной ><проницаемости ><магнитопровода ><при ><том ><же ><зна­><чении ><напряженности ><переменного ><поля. ><На ><этом ><основан ><>принцип< ><действия ><магнитных ><усилителей.>

    <В ><данной ><работе ><исследуется ><перемагничивание ><сердечни><ка ><магнитного ><усилителя, ><имеющего ><следующие ><параметры: ><се­><чение ><S ><=4 ><см><2><, ><длина ><средней ><магнитной ><линии ><1 ><=15 ><см, ><число ><витков ><намагничивающей ><обмотки ><W><1><=1200, ><число ><витков ><измерительной ><обмотки ><W><2><=470, ><число ><витков ><обмотки ><подмаг><ничивания ><постоянным ><полем ><W><3><=1100, ><сопротивление >намагни<><чивающей ><обмотки ><RW><1><=17 ><Ом, ><номинальный ><ток ><намагничивающей ><обмотки ><I><1h><=0,3 ><A.>

    <Схема ><лабораторной ><установки ><показана ><на ><рис. >1.3.

    <При ><протекании ><тока ><по ><намагничивающей ><обмотке ><созда­><ется ><магнитное ><поле ><напряженностью>
    <Н><m><=><I><m><W><1></><l><.>
    <Амплитуда ><тока ><определяется ><путем ><измерения ><напряжения ><на ><образцовом ><сопротивлении ><R><0>< ><с ><помощью ><электронно­><лучевого ><осциллографа.>

    <Магнитная ><индукция ><рассчитывается ><по ><показанию ><вольт­><метра, ><подключенного ><к ><измерительной ><катушке:>
    <Bm = U><2 ></ (4,44 f W><2 ><S)><.>

    Рис. 1.3 Схема исследования магнитного усилителя
    <Магнитная ><проницаемость ><сердечника ><находится ><через ><максимальные ><значения ><Н><m>< ><и ><В><m>< ><, ><а ><потери ><на ><перемагничивание ><(гистерезис ><и ><вихревые ><токи)>
    Pc=Pk1W1/W2-U22 (Rv II Rw)-I12Rw1,

    <>

    <где ><Р ><- ><показание ><ваттметра, >< ><k><I><- ><коэффициент ><трансфор­><мации ><трансформатора ><тока,>

    <>< ><(Rv >< ><|| >< ><Rw) ><~ ><потери ><на ><со­><противлениях ><вольтметра ><и ><обмотки ><напряжения ><ваттметра, ><а ><I><1><2><R><w1>< ><- ><потери ><в ><намагничивающей ><обмотке.>

    <Порядок ><выполнения ><работы>

    1. <><Собрать ><схему ><рис. ><1.3.>

    <Изменяя ><ток ><в ><намагничивающей ><обмотке ><от ><нулевого ><до ><номинального, ><снять ><кривую ><намагничивания ><сердечника ><Bm=f(Hm) ><при ><разомкнутой ><обмотке ><подмагничивания ><(><I><3><=0). ><По ><результатам ><измерений ><определить ><><и ><потери ><Р><c>< ><Результаты ><измерений ><и ><вычислений ><занести ><в ><табл. ><1.1.>

    <Таблица ><1.1>

    <Кривая ><намагничивания.>


    I1, мА

    U2 , В

    U0m , В

    P, Вт

    I1m,mA

    Hm,

    A/ м

    Bm, Тл



    Pc, Вт



    1. <><Включить ><обмотку ><подмагничивания, ><установить ><ток ><I><3><=50 ><мА ><и ><снять ><кривую ><намагничивания ><при ><подмагничивании ><сердечника ><постоянным ><полем.>

    <Результаты ><измерений ><и ><вычислений ><занести ><в ><табл. ><1.2, ><аналогичную>

    <табл><.1.1.>

    1. <><><Изменить ><направление ><тока ><подмагничивания ><и ><повто><рить ><опыт ><по ><п.><2.>

    <Содержание ><отчета>

    1. <Схема ><исследования.>

    2. <Таблицы ><с ><результатами ><измерений ><и ><вычислений.>

    3. <Графики ><B><m><=f(H><m><), ><H=f(H><m><)><, ><P><c><=f(H><m><) ><без ><подмагничи­><вания ><и ><при ><подмагничивании ><постоянным ><полем.>

    4. <Анализ ><полученных ><результатов.>


    <Контрольные ><вопросы>

    1. <Чем ><отымается ><процесс ><статического ><перемагничивания ><от ><динамического?>

    2. <Что ><характеризует ><петля ><гистерезиса?>

    3. <Чем ><определяется ><ширина ><паши ><при ><статическом ><перемагничивании?>

    4. <Что ><называется ><основной ><кривой ><намагничивания?>

    5. <Как ><зависит ><магнитная ><проницаемость ><от ><напряженности ><переменного ><маг­>

    <нитного ><поля><?>

    1. <Как ><определить ><магнитную ><проницаемость ><при ><частных ><циклах>

    <перемагничива><ния?>

    1. <Как ><влияет ><на ><процесс ><перемагничивания ><подмагничивание ><магнитопровода>

    <по­><стоянным ><полем?>

    1. <Чем ><объясняется ><явление ><остаточной ><намагниченности? ><Какая ><индукция ><назы­><вается ><остаточной?>

    2. <Какие ><свойства ><материала ><характеризует ><коэрцитивная ><сила?>

    3. <Чем ><объясняется ><снижение ><магнитной ><проницаемости ><в ><сильных ><полях><?>



    <Лабораторная ><работа ><2>

    <ОПРЕДЕЛЕНИЕ ><ХАРАКТЕРИСТИК ><МАГНИТНЫХ ><МАТЕРИАЛОВ>

    <Цель ><работы: ><определение ><характеристик ><магнитного ><ма­><териала ><осциллографическим ><способом.>

    <Оборудование ><и >< >< >< ><приборы>

    <В ><работе ><используется ><лабораторный ><стенд ><с ><образцом ><ферромагнетика, ><электроннолучевой ><осциллограф, ><генератор ><синусоидального ><напряжения, ><амперметр, ><магазин ><сопротивле­><ния ><типа ><РЗЗ, >< ><реостат.>

    <Содержание >< ><><работы>

    1. <Получение ><на ><экране ><осциллографа ><петли ><перемагничи><вания >< >< ><ферромагнитного >< ><материала. >< >< ><Определение >< >< ><максимальных ><значений >< ><напряженности ><поля >< ><и ><магнитной ><индукции, >< >< ><а >< ><также ><остаточной ><индукции ><и ><коэрцитивной ><силы.>

    2. <Построение ><основной ><кривой ><намагничивания ><исследуе­><мого ><образца.>

    3. <Расчет >< >< ><значения >< >< ><магнитной >< >< ><проницаемости >< >< ><ферромаг­><нитного ><материала ><и ><построение ><зависимости ><магнитной ><прони­><цаемости ><от ><напряженности ><поля.>

    4. <Исследование ><влияния ><подмагничивания >< >< ><постоянным ><полем ><на ><форму ><петли ><перемагничивания ><и ><магнитную ><проницае><мость ><.>

    5. <Исследование ><влияния ><частоты ><на ><форму ><петли ><пере­><магничивания ><.>

    <Пояснения ><к ><работе>

    <Имеется ><большое ><количество ><технических ><устройств, ><в ><которых ><ферромагнетики ><работают ><на ><повышенных ><частотах. ><Пе><ремагничивание ><в ><переменных ><магнитных ><полях ><повышенной ><час­><тоты ><значительно ><отличается ><от ><квазистатического ><перемагни­><чивания ><.>

    <При ><повышении ><частоты ><тока ><пропорционально ><растут ><по­><тери ><на ><перемагничивание ><магнитопровода ><и ><квадратично ><- ><от ><вихревых ><токов. ><Вихревые ><токи ><создают ><МДС, ><направленную ><встречно ><МДС ><обмотки. ><Поэтому ><для ><одинаковых ><изменений ><ин­><дукции ><требуется ><тем ><больший ><ток ><обмотки, ><чем ><сильнее ><вих­><ревые ><токи, ><а ><большим ><токам ><обмотки ><соответствуют ><большие ><значения ><напряженности ><для ><тех ><же ><самых ><значений ><индукции. ><Это ><приводит ><к ><расширению ><петли ><перемагничивания.>

    <Для ><уменьшения ><вихревых ><токов ><магнитопровод ><шихтуют ><или ><используют ><ферритовые ><сердечники, ><в ><которых ><вихревые ><токи ><настолько ><малы, ><что ><их ><можно ><не ><учитывать.>

    <На ><высоких ><частотах ><перемагничивание ><приобретает ><дина­><мический ><характер. ><Динамическая ><петля ><перемагничивания ><шире ><статической. ><Это ><объясняется ><влиянием ><поверхностного ><эффек­><та ><и ><магнитной ><вязкости. ><Проявление ><поверхностного ><эффекта ><заключается ><в ><том, ><что ><вихревые ><токи ><экранируют ><внутреннее ><сечение ><магнитопровода ><от ><действия ><внешнего ><поля ><и ><вытесня­><ют ><переменный ><магнитный ><поток ><из ><этого ><сечения. ><Потери ><на ><проведение ><потока ><при ><этом ><возрастают. ><Поверхностный ><эффект ><тем ><сильнее, ><чем ><выше ><частота ><перемагничивания.>

    <Магнитная ><вязкость ><характеризуется ><запаздыванием ><во ><времени ><изменения ><мгновенных ><значений ><индукции ><от ><изменения ><напряженности ><поля. ><Чем ><выше ><скорость ><изменения ><индукции, ><тем ><больше ><это ><запаздывание. ><Это ><также ><приводит ><к ><расшире­><нию ><петли ><перемагничивания.>

    <В ><переменных ><магнитных ><полях ><при ><достижении ><определен­><ных ><конечных ><скоростей ><(частот) ><изменения ><Н ><и ><В ><влияние ><вихревых ><токов, ><магнитной ><вязкости, ><аккомодации ><(приспособления ><вещества ><к ><изменениям ><намагниченности), ><ре­><зонансных ><эффектов ><и ><др. ><факторов ><приводит ><к ><тому, ><что ><в ><общем ><случае ><в ><динамическом ><режиме ><существует ><неоднозначная ><функциональная ><зависимость ><B=f(H)><. ><Динамические ><петли ><пере­><магничивания ><не ><только ><значительно ><отличаются ><от ><статиче­><ской, ><но ><и ><существенно ><разнятся ><друг ><от ><друга ><при ><разных ><законах ><изменения, ><амплитудах ><и ><частотах ><напряженности ><внешнего ><поля ><H(t).>< ><Для>< ><динамического ><перемагничивания ><нет ><понятия ><предельной ><петли, ><т. ><к. ><с ><увеличением ><амплитуды ><на­><пряженности ><переменного ><поля ><даже ><при ><H><m><>H><s>< ><площадь ><петли ><увеличивается ><за ><счет ><возрастания ><потерь, ><вызванных ><повыше­><нием ><скорости ><перемагничивания ><сердечника.>

    <>

    <Рис. ><2.1. Схема исследования магнитных характеристик магнитного усилит>еля

    <Следует ><отметить, ><что ><различие ><динамических ><петель ><мо­><жет ><быть ><следствием ><не ><только ><различных ><магнитных ><свойств ><материала, ><но ><и ><неодинаковых ><условий ><их ><снятия ><(измерения).>

    <Петлю ><гистерезиса ><можно ><получить ><на ><экране ><электронно­><го ><осциллографа ><без ><применения ><специальных ><приборов.>

    <Для ><этого ><необходимо ><на ><горизонтально ><отклоняющие ><пла­><стины ><подать ><напряжение, ><пропорциональное ><напряженности ><магнитного ><поля ><U><X><~H, ><а ><на ><вертикально ><отклоняющие ><пластины ><- ><напряжение, ><пропорциональное ><магнитной ><индукции ><Uy~B.>

    <Схема ><лабораторной ><установки ><приведена ><на ><рис><. ><2.1. ><На ><кольцевом ><магнитопроводе ><намотаны ><три ><обмотки: ><намагничи­><вающая ><W><1><, ><измерительная ><W><2>< ><и ><подмагничивающая ><W><3><. ><Намагни­><чивающая ><обмотка ><питается ><от ><генератора ><синусоидального ><на­><пряжения ><.>
  • 1   2   3   4   5   6   7   8

    Похожие:

    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине 
    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине Водоснабжение (для студентов 4 курса всех форм обучения специальности...

    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «вычислительная...
    Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Вычислительная техника и программирование», (для студентов 2 курса...

    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «прикладная гидроэкология»
    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Прикладная гидроэкология» (для студентов 3 курса дневной формы...

    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине...
    Электромагнитная техника" раздел "Электрические микромашины автома­тики" (для студентов специальности 050802)

    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика»
    Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Компьютерная графика» (для студентов, обучающихся по направлению...

    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по курсу
    Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу "Технологические основы машиностроения" для студентов специальности...

    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине...
    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине “Физика” для студентов всех специальностей (Разделы: “Механика”,...

    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине...
    Методические указания предназначены для студентов и преподавателей университета

    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине...
    «Вычислительная техника и программирование». Раздел «Операционная система Microsoft Windows 98 / xp» (для студентов 1 курса дневной...

    Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «электромагнитная техника» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Физические...
    Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Физиче­ские свойства и методы исследования» /Составитель В. А. Пчелинцев....

    Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
    Школьные материалы


    При копировании материала укажите ссылку © 2013
    контакты
    uchebilka.ru
    Главная страница


    <