Лабораторная работа № 8 Потери в сердечниках из ферромагнитных материалов

Цель работы: выполнение опытов по разделению ферромагнитных потерь на гистерезис и на вихревые токи.

Краткие теоретические сведения

Потери в катушке со стальным сердечником состоят из потерь в обмотке катушки Р_м и потерь в сердечнике Р_фер. Потери в ферромагнитных материалах состоят из потерь на гистерезис и на вихревые токи. При амплитудах магнитной индукции в сердечнике катушки порядка В_т =1,6-1,8 Тл в объеме V на частоте f мощности потерь на гистерезис Р_Г = η и на вихревые токи

Р_в = .

Таким образом, мощность ферромагнитных потерь

(33)

где k_Г = η и k_B = - коэффициенты, зависящие от свойств сердечника.

Из последнего уравнения следует, что можно экспериментально разделить Р_фер на частоте f на Р_г и Р_в. Для этого необходимо выполнить измерения мощности при одинаковой магнитной индукции В_m на двух частотах f₁ и f₂.

При синусоидальном магнитном потоке действующее значение напряжения U=4,44B_mSfw, где S - площадь поперечного сечения магнитопровода, w- число витков в катушке. Для выполнения условия В_т1= В_т2= В_т, напряжения и частоты в опытах должны удовлетворять соотношению

(34)

Для определения коэффициентов k_Г и k_В выполняют два эксперимента по схеме, показанной на рисунке 29.

Рисунок 29. Схема электрической цепи

Приборы и технические средства

В лабораторной работе исследуют катушку индуктивности с ферромагнитным сердечником из модуля НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. Источником синусоидального напряжения является модуль ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР.

Измерения выполняются компьютерным измерительным комплексом. Сопротивление проводов обмотки катушки измеряют мультиметром.

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую цепь, показанную на рисунке 30.

Рисунок 30. Схема электрической цепи

2. Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

Запустить программу виртуальных измерений LCView. Для этого:

• Включить компьютер, дождаться окончания загрузки Windows;

• Запустить программу LCView. В центре экрана монитора появляется список лабораторных работ; справа вверху появляется надпись «Автоматическое управление».

• Выбрать работу №8 «Потери в сердечниках из ферромагнитных материалов».

На экране появляются окна измерительных приборов:

U

← результат измерения напряжения на входе цепи;

I

← результат измерения тока:

P

← результат измерения активной мощности.

3. Включить автоматический выключатель QF модуля питания. Включить тумблеры СЕТЬ модулей ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ВВОД-ВЫВОД. Переключатель Форма остановить в положение . Регулятором Частота установить частоту f₁ =40Гц. Регулятором Амплитуда установить величину действующего значения напряжения U₁ = 4-5 В.

4. Измерить активную мощность Р₁. Данные занести в таблицу 8.

5. Повторить измерения при частоте f₂ =60Гц. Величина напряжения

U ₂ = U₁f₂/ f₁. Данные занести в таблицу 8.

6. Измерить сопротивление R_м проводов обмотки мультиметром PP.

7. Выключить тумблеры СЕТЬ модулей ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и ВВОД-ВЫВОД.

8. Выключить автоматический выключатель QF модуля питания.

Окончить работу программы LCView. Для этого:

• Правой кнопкой мыши «кликнуть» на ярлыке «Автоматическое управление».

• В появившемся списке выбрать «Закрыть».