70744

Исследование катушки со стальным сердечником

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Цель работы: Исследование зависимости параметров и потерь в стали катушки от воздушного зазора и напряжения сети. Схема исследования катушки со стальным сердечником. Провести исследование катушки со стальным сердечником при постоянной величине напряжения...

Русский

2014-10-26

131.5 KB

15 чел.

               Донецкий национальный технический университет

                                                                 

                                                                Кафедра Электромеханики и ТОЭ

                                          ОТЧЁТ

                                     по лабораторной работе № 2           

               по дисциплине "Теоретические Основы Электротехники"

             "Исследование катушки со стальным сердечником".

                                                (вариант №2)

                                                                                         Выполнил студент    

                                                                                         группы ЭАПУ–2000б

                                                                                         Голяев Р. А.

                                                                                         Принял преподаватель

                                                                                         Малеев Д. М.

                                               

                                                     Донецк–2002

Цель работы: Исследование зависимости параметров и потерь в стали катушки от воздушного зазора и напряжения сети.

Рисунок 1. Схема исследования катушки со стальным сердечником.

                                       Порядок выполнения работы.

  1.  Ознакомиться с катушкой со стальным сердечником и записать в        таблицу № 1 и её основные характеристики: число витков основной W и дополнительной Wg обмоток, поперечное сечение сердечника S, и активное сопротивление основной обмотки r.
  2.  Собрать схему рисунка 1.
  3.  Провести исследование катушки со стальным сердечником при постояноой величине напряжения U на её зажимах и переменном воздушном зазоре δ.
    1.  Установиить и затем поддерживать в пороцесее проведения эксперимента постоянное напряжение на зажимах катушки U=70 В.
    2.  Изменяя воздушгный зазор δ в сердечнике катушки от 0 до 50 мм, провести 6 измерений тока I, иощности P и напряжения Ug на дополнительной обмотке.
    3.  По данным измерений определить параметры катушки и всей цепи. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу № 2.
    4.  По данным таблицы № 2 построить графики зависимостей: I(δ) , Bm(δ), z(δ), z0(δ), Pc(δ) при U=const. Объяснить характер графиков.
  4.  Произвести исследование катушки со стальным сердечником при постоянном воздушном зазоре δ и изменяющемся напряжении U, для чего:
    1.  Установить постоянный воздушный зазор в сердечнике δ=0 мм .
    2.  Изменяя с помощью автотрансформатора АТ напряжение U от нуля до максимального значения (240 B), произвести 6 измерений тока I, мощности Р и напряжения Ug. Сравнить экспериментальное значение тока I при U=100 В с его расчётным значением. Результаты измерений занести в таблицу № 3.
    3.  По данным мзмерений определить параметры катушки и всей цепи. Результаты вычислений занести в таблицу № 3.
    4.  По данным таблицы № 3 построимть кривые: I(U), Z(U), PC(U), z0(U) при δ=const.
  5.  Для одного из отсчётов (таблица № 3) построить векторную диаграмму и схему замещения катушки со стальным сердечником.

Таблица № 1. Основные характеристики катушки.

W

Wg

SC, см2

К, Ом

600

600

12

3.2

Таблица № 2. Исследование катушки со стальным сердечником при постояноой величине напряжения U на её зажимах и переменном воздушном зазоре δ.  

N

Измерено

Вычислено

U,В

I, А

P, Вт

Ug, В

δ, мм

E, В

Bm, Тл

Z, Ом

R, Ом

X, Ом

Pc, Вт

Z0, Ом

R0, Ом

X0, Ом

Xs,Ом

сos(φ)

1

70

1.45

12

36

10

36

0.225

48

5.7

47.7

5.272

24.8

2.5

24.7

23

0.118

2

70

1.74

15

28

18

28

0.175

40

4.9

40

5.312

16

1.7

15.9

24.1

0.123

3

70

2

20.2

25.2

26

25.2

0.158

35

5

34.6

7.4

12.6

1.8

12.5

22.1

0.143

4

70

2.35

25

22.5

34

22.5

0.141

30

4.5

30

7.328

9.6

1.3

9.5

20.5

0.15

5

70

2.65

30.3

20

42

20

0.125

26

4.3

25.6

7.828

7.5

1.1

7.4

18.2

0.165

6

70

3

35.3

18

50

18

0.113

23

3.9

22.7

6.5

6

0.7

5.96

16.74

0.17

Таблица № 3. Исследование катушки со стальным сердечником при постоянном воздушном зазоре δ и изменяющемся напряжении U.

N

Измерено

Вычислено

U,В

I, А

P, Вт

Ug, В

δ, мм

E, В

Bm, Тл

Z, Ом

R, Ом

X, Ом

Pc, Вт

Z0, Ом

R0, Ом

X0, Ом

Xs,Ом

сos(φ)

1

40

0.15

3

36

0

36

0.225

266.7

133.3

231

2.93

240

130.1

201.7

29.3

0.5

2

80

0.3

6.5

73

0

73

0.457

266.7

72.2

257

6.21

243

69

233

24

0.271

3

110

0.5

15

107

0

107

0.669

220

60

212

14.2

214

56.8

206.3

5.7

0.273

4

160

0.72

26

140

0

140

0.876

222.2

50.15

216

24.3

194

46.95

188.2

27.8

0.226

5

200

1.07

35

172

0

172

1.076

186.9

30.57

184

31.3

161

27.37

158.6

25.4

0.164

6

240

1.5

55

204

0

204

1.276

160

24.44

159

47.8

136

21.24

134.3

24.7

0.153

   

 

Вычисления.

1. ЭДС:                                     2. Амплитудное значение магнитной индукции:       

          .                                    ,

где f=50 Гц – частота сети, W и Wg – числа витков основной и дополнительной обмоток соответственно, SC – площадь сечения магнитопровода.

Параметры схемы замещения:

r0активное сопротивление, характеризующее тепловые потери в стали,

x0индуктивное сопротивление, обусловленное основным магнитным потоком,

xSиндуктивное сопротивление, обусловленное потоком рассеяния,

R=r+r0общее активное сопротивление катушки,

x=xS+x0общее реактивное сопротивление катушки,

Pcтепловые потери в стали.

Параметры катушки определяют из следующих выражений:

,      ,     ,   ,  ,   , ,      ,      

Коэффициент мощности катушки:

                                                                  .

                           Рисунок 2. График зависимости I(δ).      

                       Рисунок 3. График зависимости Bm(δ).

                      Рисунок 4. Графики зависимостей z(δ) и z0(δ).

                        Рисунок 5. График зависимости  РC(δ).                                                          Рисунок № 6. График зависимости I(U).

                         

                       Рисунок № 7. Графики зависимостей z(U) и z0(U).

                    

                      Рисунок № 8. График зависимости Pc(U).

     

Рисунок № 9 . Схема замещения катушки со сталью.

       

   Построение векторной диаграммы катушки со сталью (для измерения № 1).

1. Расчёт неизевестных параметров.

1.1.  Амплитуда магнитного потока:

                                  

1. 2. Активная составляющая тока:

                                    .

1.3. Реактивная составляющая тока:

                        .

1.4 Угол сдвига фаз между током и напряжением сети:

                                       .

1.5. Угол сдвига фаз между током и ЭДС самоиндукции:

             

1.6. Комплекс напряжения сети:

      ,     ,    ,           

.

1.7. Падение напряжения на катушке:      

  

2. Построение векторной диаграммы.

2.1. Произвольно откладываем вектор магнитного потока Фм.

2.2. Откладывем вектор ЭДС самоиндукции. ЭДС самоиндукции отстаёт по фазе на 90˚ от основного магнитного потока.

2.3. Реактивная составдяющая тока совпадает с основным магнитным потоком Фм.  Откладываем вектор реактивной составляющей тока.

2.4. Откладываем вектор напряжения .

2.5. Откладываем вектор активной составляющей тока. Он совпадает с напряжением .

2.6. Откладываем вектор тока I=Ia+Ip.

2.7. Откладываем вектор напряжения сети.

2.8. Откладываем вектор падения напряжения  на катушке. Он параллелен вектору тока I.

2.9. Откладываем вектор падения напряжения, обусловленного потоком рассеяния. Для этого соединим конец вектора   и начало вектора

Рисунок № 10 . Векторная диаграмма для катушки со сталью.

 Вывод. В ходе работы было проведено исследование катушки со стальным сердечником. Были пострены зависимости параметров катушки от ширины воздушного зазора в сердечнике катушки при переменном воздушном зазоре и постоянном напряжении сети и звисимости параметров катушки от напряжения сети при переменном напряжении сети при постоянной ширине воздушного зазора. Была пострена вектрная диаграмма для одного из расчётов катушки с сердечником.

7


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39342. Проектирование микропроцессорной системы на основе микроконтроллера 1886ВЕ2 127 KB
  Разработка технического проекта Основу структурной схемы микроконтроллера образует внутренняя двунаправленная 8битная шина которая связывает между собой все основные узлы и устройства: резидентную память АЛУ блок регистров специальных функций устройство управления и порты ввода вывода. 8битное АЛУ может выполнять арифметические операции сложения вычитания умножения и деления; логические операции И ИЛИ исключающее ИЛИ а также операции циклического сдвига сброса инвертирования и т. Простейшие операции автоматически образуют...
39343. Социальные явления, отношения, поведение и деятельность людей в социальной сфере 52.12 KB
  Для достижения целей курсовой работы были поставлены задачи: Проанализировать сущность и характерные черты менеджмента Изучить понятие и значение организации Изучить составные части управления в социальной сфере Глава 1.13]Социальный менеджмент это область управления формирующая у будущих специалистов теоретические и практические навыки позволяющие эффективно воздействовать на социальные процессы влиять на создание благоприятной для человека социальной среды проектировать социальные организации что в свою очередь обеспечивает...
39344. СИНТЕЗ КОМБІНАЦІЙНОЇ СХЕМИ. СХЕМОТЕХНІКА ПРИСТРОЇВ НА ОПЕРАЦІЙНИХ ПІДСИЛЮВАЧАХ 71.35 KB
  ОУ майже завжди використовуються в схемах з глибокої негативним зворотним звязком яка завдяки високому коефіцієнту підсилення ОУ повністю визначає коефіцієнт передачі отриманої схеми.2 Активний алгебраїчний суматор Мікросхеми суматорів призначені для підсумовування двох вхідних двійкових кодів.3 Розробка схеми розрахунки параметрів та аналіз На базі схеми з багатопельовим ЗЗ схема Рауха синтезувати схему фільтра верхніх частот належним вибором двополюсників.1 схема Рауха Складемо граф схеми Рауха.
39345. Правонарушение и юридическая ответственность 51.28 KB
  Материальная ответственность это вид юридической ответственности состоящий в обязанности одной из сторон трудового договора контракта возместить в соответствии с законодательством материальный ущерб причиненный другой стороне этого договора. Совокупность этих условий называется содержанием договора. Условия договора делятся на три группы: обычные случайные и существенные. Обычные условия это условия которые на практике включаются в содержание данного договора однако их отсутствие не влияет на его действительность.
39346. Расчет электронного логического автомата 6.39 MB
  Логический автомат это устройство автоматически выполняющее некоторые функции для задания которых используется аппарат алгебры логики. Функции комбинационной схемы управления КСУ: В двоичном коде функции КСУ представлены в табл. Функции КСУ в двоичном коде Число
39347. Проектирование статического регулятора с промежуточным усилителем и последовательным корректирующим устройством 3.29 MB
  Составление функциональной схемы замкнутой САУ Рис. Обобщенная функциональная схема САУ работающей по отклонению. Принцип управления по отклонению используется в замкнутых САУ и реализуется с помощью отрицательной обратной связи по регулируемой величине. Обобщенная функциональная схема САУ работающего по отклонению представлена на следующем рисунке: На этом рисунке: З задатчик; P регулятор; О объект управления; элемент сравнения сумматор; задание; регулируемая величина; отклонение или ошибка управления; управляющее...
39348. Разработка цифрового логического устройства 4.16 MB
  Структурная схема логического автомата для управления роботом: БУиП блок управления и питания; АС автомат состояний; СИ схема индикации; КСУ комбинационная схема управления; УГ управляющий генератор; ИУ исполнительное устройство; ОУ объект управления; ЛА логический автомат. Минимизация по €œ1€ Минимизация по €œ0€ Рисунок 1.4 Рисунок 1. Рисунок 1.
39349. Измерение результатов национальной экономики 86.5 KB
  Модель кругооборота ресурсов, продукта и доходов в макроэкономике позволяет понять основы современной системы измерения результатов национальной экономики, получившей название система национальных счетов (СНС).
39350. Двухступенчатый горизонтальный коническо-цилиндрический редуктор общего назначения привода ленточного конвейера 1.86 MB
  Определение вращающих моментов и скоростей на валах редуктора Выбор электродвигателя Требуемая мощность Вт электродвигателя: где F окружная сила на барабане V скорость длины ленты транспортёра общий КПД привода. Частота вращения приводного вала рабочей машины число оборотов на выходе: об мин где диаметр барабана. Определение вращающих моментов и скоростей на валах редуктора Расчёт моментов на валах: ; ; ; . Диаметр выходного конца вала рассчитывается по следующей формуле .