42232

ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРЕВА КАТУШЕК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Лабораторная работа

Физика

Предмет исследования В лабораторной работе исследуются четыре катушки N1. На передней панели стенда расположены исследуемые катушки N1 N4. Каждая катушка включена в соответствующую схему выключателем а в цепи катушки N1 имеется амперметр P1 тип М381 класс точности 15 по которому контролируют значение протекающего через обмотку катушки тока. Катушки N1 и N2 подключаются выключателем SF2 к источнику постоянного напряжения 110 В а катушки N3 и N4 выключателем SF1 к источнику переменного напряжения 220 В.

Русский

2013-10-27

44 KB

23 чел.

2. Лабораторная работа

ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРЕВА КАТУШЕК
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

2.1. Предмет исследования

В лабораторной работе исследуются четыре катушки N1...N4, расположенные на магнитопроводах. Конструктивное исполнение катушек представлено на рис. 2.1 и 2.2, а их параметры приведены в табл. 2.1. 

Для измерения температур в катушках установлены термопары, месторасположение которых указано в табл. 2.1.

2.2. Описание установки

Установка питается от сети переменного напряжения 220 В и сети постоянного напряжения 110 В.

Лабораторная работа размещена на унифицированном лабораторном стенде, на котором всего размещено шесть лабораторных работ.

Принципиальная схема лабораторного испытательного стенда представлена на рис. 2.3. На передней панели стенда расположены исследуемые катушки N1  N4. Каждая катушка включена в соответствующую схему выключателем, а в цепи катушки N1 имеется амперметр PA1 (тип М381, класс точности 1,5), по которому контролируют значение протекающего через обмотку катушки тока. Над каждой катушкой имеется сигнальная лампа.

Катушки N1 и N2 подключаются выключателем SF2 к источнику постоянного напряжения 110 В, а катушки N3 и N4 выключателем SF1 к источнику переменного напряжения 220 В.

Термопары, установленные в обмотках катушек, подключаются к измерителю температур ИТ (потенциометр типа
А-565-002-01, класс точности 0,05) при нажатии на клавиш 1...12.

Световое табло HG указывает номер лабораторной работы, которая в данный момент подключена к стенду.

Подключение лабораторной работы к стенду осуществляется переключателем 6, о чем свидетельствует световое табло HG с номером лабораторной работы.

Выключатель SA5 предназначен для подключения системы сигнализации на испытательном поле стенда.

О подключении к лабораторному стенду напряжения переменного и постоянного тока свидетельствуют лампы световой сигнализации, расположенные соответственно над выключателями SF1 и SF2.

Таблица 2.1

Параметры исследуемых катушек

Катушка

Первая
N1

Вторая
N2

Третья
N3

Четвертая
N4

Число витков

4500

4500

4000

4000

Марка провода

ПЭВ-2

ПЭВ-2

ПЭВ-2

ПЭВ-2

Диаметр провода d, мм

0,21

0,21

0,33

0,33

Сопротивление обмотки R,  Ом при 0 С

180

180

93

93

Наружный диаметр обмотки Dн, мм

40

40

50

50

Внутренний диаметр  обмотки Dвн, мм

22

22

16

20

Длина обмотки l, мм

26

26

48

48

Число витков, на уровне которых установлены термопары (номер клавиши на ИТ)

1-я

-

-

0(3)

0(8)

2-я

-

-

1000(4)

1000(9)

3-я

-

-

2000(5)

2000(10)

4-я

3000(6)

3000(11)

5-я

4500(1)

4500(2)

4000(7)

4000(12)

Магнитопровод

Сплошной

Сплошной

Шихтованный

Сплошной

2.3. Задание на работу и
методические указания по ее выполнению

2.3.1. Снять и построить зависимость распределения температур от координат слоев = (h) катушек N3 и N4 через время нагрева t = 1 ч.

На поле данной лабораторной работы выключить выключатели SA1, SA2, SA3 .

После включения SF1, SF1 и 5 с помощью переключателя SA6 установить на световом индикаторе HG номер 3, соответствующий данной лабораторной работе.

Подключить к сети измеритель температур ИТ (выполняет лаборант).

На измерителе температур ИТ нажать клавишу 1 и зафиксировать начальную температуру катушек 0. Зафиксировать также время начала выполнения работы.

При помощи выключателей SA3 и SA4 подключить катушки N3 и N4 к источнику напряжения. Примерно через 1 ч. нагрева этих катушек произвести измерения температур всеми термопарами данных катушек.

Построить зависимости температур этих катушек от координат слоев намотки.

Объяснить полученные зависимости.

Внимание: После подключения катушек N3 и N4 к источникам питания приступить к выполнению п.2.3.2.

2.3.2. Снять и построить зависимость температуры наружного слоя катушки N2 от времени = (t) при протекании по ней тока в течение t = 1 ч.

К измерителю температур подключить термопару 2 катушки N2. Для этого надо нажать на клавишу 2 ИТ. Составить скелет таблицы, в который необходимо записывать время опыта и значение температуры наружного слоя катушки N2. Включить SA2 и провести первые 10 измерений через 1 мин, а затем через 5 мин в течение t = 1 ч.

2.3.3. Снять и построить зависимость температуры катушки N1 от времени = (t) при повторно-кратковременном режиме работы при протекании по ней прерывистого тока в течение t = 1 ч.

Повторно-кратковременный режим включения представляет собой чередование времени включения tр и времени отключения (паузы) tп катушки, причем длительность включения и отключения во времени данной работы не изменяются.

В данной работе за счет включенного в цепь катушки N1 реле времени при включении SA1 начинается время рабочего периода tр, т.е. через катушку протекает ток I1, затем наступает время паузы tп и т.д.

Для получения кривой нагрева в данном случае необходимо:

  •  подключить к измерителю температуры (ИТ) термопару обмотки катушки N1;
  •  включить SA1 и, наблюдая за амперметром РА1, записать время начала опыта;
  •  для каждого цикла tц = tр + tп необходимо записать два показания: максимальную и минимальную температуры за цикл, что соответствует концу tр и концу tп.

2.3.4. Для катушки N2 определить установившееся значение температуры у и значение постоянной времени нагрева Т.

На кривой нагрева катушки N2 взять две произвольные точки с координатами (1, t1) и (2, t2).

Из уравнений

 и

определить y и Т , где Т - постоянная времени нагрева

,

,

,

где у  установившееся значение температуры, 0  начальное значение температуры катушки N1;

2.3.5. Определить время рабочего периода tр, время паузы tп, продолжительность включения ПВ% и коэффициент перегрузки по мощности при повторно-кратковременном режиме работы катушки N1.

Время рабочего периода и время паузы определить с помощью часов по моментам включения и выключения тока в катушке N1. Провести 10 измерений и найти средние значения.

По значениям температур в конце рабочих периодов построить огибающую, а установившееся значение температуры повторно-кратковременного режима можно определить так же, как и в п. 2.3.4.

Значения продолжительности включения ПВ% и коэффициента перегрузки k по мощности определяются по формулам

;

2.4. Контрольные вопросы

1. Какими видами теплопередачи распространяется теплота в твердых телах?

2. Что представляет собой коэффициент теплоотдачи kт и от каких параметров он зависит?

3. Как можно определить установившуюся температуру нагрева обмотки (назвать несколько способов)?

4. Влияет ли на температуру нагрева обмотки род протекающего тока (постоянный или переменный)?

5. Укажите все источники теплоты в катушке электромагнита постоянного тока со сплошным сердечником.

6. В каком случае радиус наиболее нагретого слоя совпадает с радиусом внутренней поверхности обмотки?

7. Укажите размерность коэффициента теплоотдачи в системе СИ.

8. Какой вид имеет кривая распределения температуры в цилиндрической стенке без источников теплоты?

9. Какой вид имеет кривая распределения температуры в плоской стенке с внутренними источниками теплоты?

10. Какой вид имеет кривая распределения температуры в плоской стенке без источников теплоты?

11. Укажите все источники теплоты в катушке переменного тока с ферромагнитным сердечником.

12. Напишите выражение для теплового сопротивления конвективной теплоотдачи.

13. Укажите размерность теплового сопротивления в системе СИ.

14. Какими видами теплоотдачи теплота распространяется в воздухе?

15. Напишите выражение закона Ома для теплопередачи.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71601. ОСОБЕННОСТИ НОРМАТИВНО-ПРАВОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОРЯДКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОГО ФОНДА ОБЯЗАТЕЛЬНОГО МЕДИЦИНСКОГО СТРАХОВАНИЯ 70 KB
  Особенности нормативно-правового регулирования порядка функционирования Федерального фонда обязательного медицинского страхования установлены положениями Закона РФ от 28 июня 1991 г. № 729 Вопросы Федерального Фонда обязательного медицинского страхования...
71602. РОЛЬ КОНСТИТУЦИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩЕГО ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ 186 KB
  Согласно статье 2 Конституции России человек его права и свободы являются высшей ценностью. С конституционным провозглашением прав и свобод человека как высшей ценности государство признало требования демократического международного сообщества выраженные в таких...
71603. ОБЪЕКТ И СУБЪЕКТ В СОДЕРЖАНИИ ПРАВООТНОШЕНИЯ ПО УСЫНОВЛЕНИЮ РЕБЕНКА 114.5 KB
  Как известно участниками правоотношений являются субъекты права под которыми понимаются лица и их объединения выступающие в качестве носителей предусмотренных законом прав и обязанностей. Таким образом рассматривая институт усыновления отметим что субъектом является...
71604. ПУТИ СОКРАЩЕНИЯ ФОРМ ЛИЦЕНЗИРУЕМОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 154 KB
  Уменьшение лицензируемых видов деятельности следует связывать с пониманием ограничительной роли лицензионной системы и выявлением в ходе правоприменительной деятельности отсутствия необходимости в столь жестком регулятивном механизме в отношении большинства видов деятельности.
71605. ЮРИДИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕЗУМПЦИИ ВИНОВНОСТИ В ГРАЖДАНСКОМ ПРАВЕ 67.5 KB
  Проблемам юридической техники в отечественной правовой науке традиционно не уделялось должного внимания а проводившиеся исследования почти исключали сферу частного права поскольку его существование не признавалось официальной политико-правовой доктриной.
71606. ИЗМЕНЕНИЕ ФУНКЦИЙ РОССИЙСКОЙ ТАМОЖНИ В УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ КАК ОДНА ИЗ ЦЕЛЕЙ АДМИНИСТРАТИВНОЙ РЕФОРМЫ В РОССИИ 77 KB
  Указом Президента России от 23 июля 2003 г. Понятие функция федерального органа исполнительной власти означает нормативно установленный вид властной деятельности органа государства постоянно осуществляемый им в масштабах Российской Федерации.
71607. ОРГАНЫ МЕСТНОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ КАК ОРГАНЫ ОПЕКИ И ПОПЕЧИТЕЛЬСТВА: ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОГО ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА 81 KB
  Еще в период существования советского государства законодатель наделил местные администрации в РСФСР полномочиями на осуществление функций опеки и попечительства установив их компетенцию в Положении об органах опеки и попечительства в РСФСР от 30 апреля 1986 г.
71608. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1.4 MB
  Электрическая тяга является основным потребителем электроэнергии на железнодорожном транспорте. Удовлетворение потребностей железнодорожного транспорта в электроэнергии осуществляется в основном путем присоединения железнодорожных установок к районным сетям энергосистемы.