книги из ГПНТБ / Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник

влений тока и так далее, уменьшая ток сначала до воз­ можного минимума, а затем и до нуля.

Получение основной кривой намагничивания. Основ­ ной кривой намагничивания называют кривую, предста­ вляющую геометрическое место вершин симметричных гистерезпсных петель. Для ее получения предварительно выбирают напряженности поля, при которых будут по­ лучены гистерезисные петли. Задавшись напряжениостями поля, определяют соответствующие им намагничивающие токи, исходя из формулы

искомой кривой (рис. 12-8), устанавливают при помощи реостата г2 и амперметра А2 вычисленный намагничиваю­ щий ток. Сделав переключателем П2 ряд переключений (шесть—десять), поставим ножи переключателя в поло­ жение 1. Такое многократное переключение намагничи­ вающего тока приводит образец в состояние, определяемое симметричной гистерезисной петлей, и носит название маг­ нитной подготовки образца. Таким образом, в нашем слу­ чае магнитное состояние образца будет характеризоваться точкой Ах, являющейся вершиной первой симметричной гистерезисной петли.

Разомкнув кнопку К и убедившись, что указатель гальванометра стоит на нуле, перебрасывают ножи пе­ реключателя из положения 1 в положение 2, отсчитывают при этом баллистический отброс гальванометра и замы­

Магнитная индукция, соответствующая вершине пер­ вой гистерезисной петли [см. (12-9)]:

Г} . С ф

Для получения второй, а затем и следующих точек

310

основной; кривой намагничивания поступают аналогичным образом, т. е. устанавливают намагничивающий ток, вы­ полнив магнитную подготовку, ставят ножи переключа­

311

а искомое значение магнитной индукции

С,

312

Последняя точка А находится но отбросу гальванометра при переключении переключателя Пй из положения 1 в положение 2 после магнитной подготовки.

Изменение магнитной индукции

Вторая половина гистерезисной петли строится по

Характеристики ферромагнитных материалов при пе­ ременном токе вследствие вихревых токов могут отличаться от характеристик тех же мате­ риалов, полученных при по­

стоянном токе.

Феррометр позволяет полу­ чить основную кривую намаг­ ничивания и определить потери в стали при переменном токе.

At

фазорегулятора и вибрационного выпрямителя (рис. 12-12), состоящего из магнита М, электромагнита Е и якорявибратора А.

Обмотка электромагнита присоединена к ротору фазо­ регулятора. Фаза тока is электромагнита может изме­ няться поворотом ротора. В течение одного полупериода тока возбуждения i-в якорь замыкает цепь измерителя в точке В; в течение второго-полупериода цепь измерителя

313

разомкнута. Если ток £в и ток измерителя i совпадают по фазе, то в течение каждого периода через измеритель будет проходить положительная полуволна тока (рпс. 12-13, а) и показания измерителя будут пропорциональны среднему за полупериод значению измеряемого тока (напряжения).

Если токи i s и i не совпадают по фазе, то через измери­ тель в течение каждого периода будет проходить часть положительной и часть отрицательной полуволн тока и показания измерителя будут пропорциональны произве­ дению среднего значения измеряемого тока (напряжения)

и косинуса угла г|з сдвига

Ротор фазорегулятора поворачивают до тех пор, пока из­ меритель не даст наибольшего показания, что соответ­ ствует совпадению по фазам токов г д и г в цепи обмотки w2. Прибор измерит напряжение U2 на зажимах обмотки и>2,

Определив напряжение U2, не изменяя положения ро­ тора фазорегулятора, включим прибор на зажимы сопро­ тивления гх. Напряжение Ux на зажимах этого безреактив-

314

ного резистора пропорционально току I намагничиваю­ щей обмотки юг. В этом случае прибор измерит активную слагающую напряжения £ / 1 а = гг1х cos ср, так как между током гв (имеющим ту же фазу, что и U2) и током измери­ теля (имеющим ту же фазу, что и ток в резисторе гх ) будет угол сдвига ср. Зная активное сопротивление ?\, опреде­ лим и активную слагающую намагничивающего тока:

/а = /cos ф==/Уха/Т*!.

Переключив прибор на обмотку w2 поворотом ротора фазорегулятора, получим нулевое показание измерителя, что укажет на изменение фазы тока гв на 90°. Теперь, переключив прибор на сопротивление гъ измерим реак­ тивную слагающую напряжения Ulr = г-J sin ср, откуда реактивная слагающая намагничивающего тока

Проведя ряд подобных измерений при различных "на­ пряжениях на зажимах намагничивающей обмотки, оп­ ределяют для различных напряженностей поля Н соот­ ветствующие значения В и ц , что позволяет построить кривые

Bm = f{H) и ц = / ( Я ) .

Кроме того, определив удельные потери Р С - 0 при раз­ личных значениях Вт, строят кривую

Феррометры типа У542, выпускаемые отечественной промышленностью, имеют пределы измерения: напряжен-

315

ности поля 0,01—100 А/см, магнитной индукции от 0,05 Т до насыщения. Питание от сети переменного тока 127 или 220 В, частотой 50 Гц. '.

12-6. П О Л У Ч Е Н И Е М А Г Н И Т Н Ы Х Х А Р А К Т Е Р И С Т И К С П Р И М Е Н Е Н И Е М ЭЛЕКТРОННОГО О С Ц И Л Л О Г Р А Ф А

Одна из схем для получения магнитных характеристик

Если сопротивление г2 велико по сравнению с остальной частью сопротивления цепи, то ток в измерительной цепи

316

Подведя через усилитель Ух к одной паре отклоняющих пластин осциллографа напряжение и, пропорциональное напряженности магнитного поля, а к другой паре пластин— усиленное усилителем У 2 напряжение ис, пропорцио­ нальное магнитной индукции в образце на экране ос­ циллографа, получим гистерезисную петлю.

12-7. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е ПОТЕРЬ В С Т А Л И В А Т Т М Е Т Р О В Ы М МЕТОДОМ

За каждый период переменного тока сталь перемагничивается и в ней происходит потеря энергии на перемагничиваиие — потеря на гистерезис.

Изменение магпитного потока вызывает появление

встали э. д. с. и вихревых токов, что также связано с по-

•терями энергии — потерями на вихревые токи.

Мощность потерь на гистерезис

Из написанного следует, что для данного сорта стали потери зависят от частоты тока и максимальной индукции.

Определение мощности потерь в стали ваттметровым методом, идея которого принадлежит М. О. Доливо-

- Добровольскому, производится на аппарате для исгш- ' тания стали.

Он состоит из четырех длинных (до 0,5 м) катушек,' укрепленных на раме, и зажимов для крепления образцов стали. Каждая катушка имеет по две обмотки с одинако­ вым числом витков. Внутрь катушек закладываются па­ кеты стали, образующие замкнутый магнитопровод. Па­ кеты набираются из полос листовой стали длиной 0,5 м, шириной 3-см. Половина полос нарезается вдоль проката листов, другая половина — в перпендикулярном напра­ влении! Полосы изолируются друг от друга ^папиросной бумагой. Масса всех пакетов не менее 10 кг.

317

При включении цепи (рис. 12-16) на переменное па-

Следовательно, измеренная ваттметром мощность

P = Pc + Pv + Pu,

откуда мощность потерь в стали

P0=*P-(PV+Pu).

Разделив мощность потерь в стали на ее массу G, оп­ ределим мощность потерь, отнесенную к единице массы стали: Рс 0 = Pc/G, Так как мощность потерь в стали за­ висит от магнитной индукции, то последнюю необходимо знать при определении потерь.

Магнитная индукция

Bm = U/4t,UfwS,

плотности материала.

318

12-8. Р А З Д Е Л Е Н И Е ПОТЕРЬ В С Т А Л И

Установка рис. 12-16 для разделения потерь в стали должна питаться от источника, допускающего регулировку частоты от 20 до 60 Гц.

Определив мощность потерь в стали при постоянной индукции и разных частотах, построим кривую зависи­

Разделив ординаты кривой Рс = F'(f) при Вт = const (рис. 12-17) на сортветствующую им частоту /, получим

значения ординат новой кривой (рис. 12-18) —: кривой мощности потерь в стали за один период в зависимости от частоты Р'с = F (/). Из уравнения (12-33) следует, что но­ вая кривая является прямой Линией, отсекающей на оси ординат отрезок, равный первому члену а (12-33), т. е.

319