10. Лабораторная работа № 17

ИССЛЕДОВАНИЕ КАТУШКИ СО СТАЛЬНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ

Цель работы – ознакомление с устройством, снятие характеристик, построение векторной диаграммы и определение параметров схемы замеще­ния индуктивной катушки со стальным сердечником.

1. Домашняя подготовка к работе

1. Изучить свойства катушки с ферромагнитным сердечником по учебнику /1, § 15.3 – 15.6, 15.64 – 15.68/.

2. Сопоставляя основную кривую намагничивания B(H) с выраже­нием индуктивности и принимая во внимание соотношения HP = I_w и ψ = Ф_w = BS_w, построить зависимость L(I) катушки со стальным сердеч­ником. Такие же рассуждения провести для катушки индуктивности баз фер­ромагнитного сердечника.

3. Заготовить бланк отчета со схемой и таблицами, приведенными в разделе 2.

1. Порядок выполнения работы

1. Снять размеры сердечника, необходимые для вычисления его се­чения и массы.

2. Вычислить площадь сечения сердечника и его массу, приняв коэффициент заполнения 0,92 и удельную массу стали 7,7 г/см³.

3. Собрать цепь для определения активного сопротивления R об­мотки катушки методом вольтметра и амперметра на постоянном токе. Питание схемы предусмотреть от регулируемого источника постоянного тока. Измерить и записать в отчет напряжение и ток для трех случаев.

4. Определить активное сопротивление обмотки катушки, вычислив R по формуле для трех случаев и среднеарифметическое его значе­ние.

5. Собрать цепь по схеме на рис. 10.1.

Рисунок 10.1 – Электрическая схема исследования катушки

Питание схемы осуществить от регулируемого источника переменного тока (РИПТ).

6. Снять и записать в табл. 10.1 зависимость тока, напряжения и мощности от величины немагнитного зазора в магнитопроводе при постоянной амплитуде основного магнитного потока. Для обеспечения постоянного мак­симального потока необходимо при всех значениях зазора устанавливать с помощью РИПТ такое напряжение U₁ на основной обмотке W₁, при котором напряжение U₂ на вспомогательной обмотке W₂ остается одним и тем же. Ве­личину U₂ указывает преподаватель.

Таблица 10.1 – Результаты исследования катушки U₂ = В

№ п/п	Измерено				Вычислено
	lз	I1	U1	P	Cos φ	Z	R	Xs	g0	L0
	мм	А	В	Вт	–	Ом	Ом	Ом	Ом	Г
1
2
3
4

7. Снять зависимость напряжений U₁, U₂ потребляемой мощности от величины немагнитного зазора при постоянной величине намагничивающей силы I_w1. Величину тока I указывает преподаватель. Результаты записать в табл. 10.2.

Таблица 10.2 – Результаты исследования катушки I = А

№ п/п	Измерено				Вычислено
	lз	I1	U1	P	Cos φ	Z	R	Xs	g0	L0	Bm
	мм	А	В	Вт	–	Ом	Ом	Ом	Ом	Г	Т
1
2
3

8. Снять вольтамперную характеристику катушки при двух значени­ях зазора в сердечнике. Результаты записать в табл. 10.3.

9. Вычислить полное сопротивление Z и коэффициент мощности Cosφ катушки, использовав для этого закон Ома и формулу активной мощности. Результаты вычислений занести в соответствующие таблицы.

Таблица 10.3 – Вольтамперные характеристики катушки

№ п/п	Измерено					Вычислено
	l3	I	U1	U2	P	Z	Cos φ	Bm	P`ст
	мм	А	В	В	Вт	Ом	–	Т	Вт/кг
1
2

10. Начертить в отчете схему замещения катушки со стальным сер­дечником.

11. Вычислить параметры g₀L₀ схемы замещения для всех значенийзазора по данным табл. 10.1 и 10.2. Параметры g₀ и L₀ определить из соот­ношений

;	;	;
;	­;	.

Результаты вычислений занести в соответствующие таблицы.

12. Определить индуктивное сопротивление X_s, обусловленное по­током рассеяния, пользуясь векторной диаграммой. Векторную диаграмму необходимо строить согласно § 15.64 /1/. Результаты вычислений занес­ти в таблицы.

13. Вычислить амплитуду магнитной индукции В_m, пользуясь соотно­шениями

U₂ = 4,44W₂fФ_ст;

Ф_ст = B_mS.

Результаты занести в табл. 10.2 и 10.3.

14. Определить удельную мощность P`_ст потерь в стали, разделив мощность Р_ст на вес сердечника. Результаты занести в табл. 10.3.

15. Построить графики зависимости: Z, X_s, g₀, L₀, B_m от l_з (по табл. 10.1 и 10.2) и I, Z, B_m, P`_ст от U₁ (no табл. 10.3).

16. По результатам исследований сделать выводы.