ЛР тэц 2. Лаб.работы-Задание-2-ТЭЦ-2. Исследование и расчёт магнитной цепи при постоянном токе
 Скачать 208.03 Kb.
|
|
Нелинейные электрические и магнитные цепи Описание лабораторных работ Экспериментальное исследование и расчёт магнитной цепи при постоянном токе Общие сведенияУчасток магнитной цепи характеризуется вебер-амперной характеристикой, т.е. зависимостью магнитного потока Ф от магнитного напряжения на этом участке Hl, где H– напряжённость магнитного поля, а l– длина участка. В замкнутом контуре магнитной цепи алгебраическая сумма магнитных напряжений всех участков равна алгебраической сумме намагничивающих (магнитодвижущих) сил всех катушек iW, Hl= iW, где i – ток в катушке, а W– число витков. Вебер-амперная характеристика неразветвлённой магнитной цепи представляет собой зависимость Ф(iW). Её можно построить, если известны кривя намагничивания B(H)ферромагнитного материала, из которого сделан магнитопровод, и его геометрические размеры: площадь поперечного сечения S и длина средней линии lкаждого участка. Задаваясь рядом произвольных значений магнитной индукции В1 для одного из участков магнитной цепи, находим по кривой намагничивания напряжённость Н1 на этом участке, магнитный поток Ф = В1S1 и магнитное напряжение Н1l1 на этом участке. Считая магнитный поток вдоль всей неразветвлённой цепи одинаковым находим далее магнитную индукцию на втором участке В2 и находим аналогично Н2, и Н2l2 Повторяем этот расчёт для всех участков замкнутой магнитной цепи, находим Hl=iW и строим график Ф(iW). Для воздушных зазоров магнитной цепи при определении Н вместо кривой намагничивания используем зависимость Н = В/0, где 0 = 410-7 - магнитная проницаемость пустоты.  Принципиальная схема лабораторной установки показана на рис. 8.3.1. Конденсатор 100 мкФ включён параллельно катушке W1 для предотвращения перенапряжений при отключении цепи и более плавного нарастания напряжения при включении. Кроме того, после отключения цепи в контуре L-С возникают затухающие колебания, и сердечник размагничивается.W1=200 W2=200 Рис. 8.3.1 Для измерения магнитного потока на постоянном токе обычно используется так называемый баллистический метод, основанный на измерении заряда, протекающего по измерительной катушке, намотанной на магнитопровод. При включении цепи на постоянный ток или при её выключении магнитный поток изменяется. При этом, в измерительной катушке индуктируется ЭДС e WdÔ dt и в ней возникает ток i e. R За время tчерез измерительную катушку протекает заряд q idt WdÔdt WÔ, R dt R где R– сопротивление контура с измерительной катушкой. Для измерения заряда раньше часто использовался баллистический гальванометр, отклонение подвижной части которого пропорционально заряду протекшего через него за короткое время. Отсюда этот метод получил название баллистического. В данной работе вместо баллистического гальванометра используется интегрирующий усилитель. Приращение напряжения на его выходе пропорционально интегралу от тока, протекающего через его входные зажимы. Если начальное напряжение на выходе усилителя равно нулю, то после протекания заряда q на его выходе устанавливается напряжение Uвых = q/C, где С–ёмкость в обратной связи интегратора. Подставляя в эту формулу выражение заряда через магнитный поток, получим: Ô RCUâûõ , W где Rи C– параметры интегрирующего усилителя, указанные на его этикетке. При измерениях следует иметь в виду, что даже при отсутствии напряжения на входе интегратора, напряжение на его выходе медленно изменяется (дрейфует) вследствие несовершенства интегратора и внешних помех. Поэтому, непосредственно перед включением или выключением цепи нужно «обнулить» интегратор, замкнув на 2…3 с выключатель «Сброс», а отсчёт выходного напряжения произвести после включения или выключения цепи в течение нескольких секунд. Для увеличения достоверности результатов рекомендуется произвести несколько включений и выключений и записать среднее значение выходного напряжения. Исследуемая магнитная цепь схематично показана на рис. 8.3.2. Магнитопровод выполнен из двух Ш-образных ферритовых сердечников марки М2000НМ. На среднем стержне магнитопровода расположены две одинаковые обмотки (намагничивающая и измерительная) по 200 витков каждая. Зазор может регулироваться винтом. Для устранения перекоса сердечника рекомендуется в левый и правый зазоры вставить немагнитные прокладки (например, полоски бумаги) и осторожно от руки затянуть винт. Так, например, толщина бумаги «Снегурочка» для офисной техники 0,1 мм, толщина газетной бумаги - 0.05…0,06 мм. Будьтеосторожны:большоеусилиепризатягиваниивинтаможетпривестикразломупечатнойплаты,накоторойсмонтированавсяконструкция! Необходимые для расчёта размеры сердечника приведены на рис. 8.3.3, а кривая намагничивания феррита М2000НМ – на рис. 8.3.4.  Рис. 8.3.2   Тл 0,350,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0 50 100 150 200 250 300 350 А/м Рис. 8.3.3 Рис. 8.3.4 Расчёт магнитной цепиПри расчёте магнитной цепи в силу её симметрии две крайних ветви объединяются в одну ветвь удвоенного сечения. Придерживаетесь следующего порядка расчёта: По размерам, указанным на рис. 8.3.3 определите длины средних линий участков магнитной цепи l1 и l2 (при = 0), а также их сечения S1 и S2. l1 = м. l2 = м. S1 = м2. S2 = м2. Расчёт вебер-амперных характеристик магнитной цепи без зазора и с одним из зазоров ведите в форме табл. 8.3.2 Таблица 8.3.2
На рис. 8.3.6 постройте две рассчитанные характеристики Ф(IW)и сравните их с опытными.   Вб 10-610 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 А Рис. 8.3.6 2. Переходные процессы в линейных электрических цепях  Исследование процессов заряда и разряда конденсатора |