Politechnika Lubelska	Laboratorium Metrologii
w Lublinie	Ćwiczenie Nr 7
Nazwisko i imię: Grądzki Marcin		Semestr VI	Grupa ED 6.4	Rok akad. 98/99
Temat ćwiczenia: Wyznaczanie stratności blach magnetycznych i rozdział strat.			Data wykon. 99.05.25	Ocena

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było poznanie metody pomiaru stratności blach magnetycznych aparatem Epsteina .

Przebieg ćwiczenia

Układ pomiarowy:

Wykaz przyrządów

V1 - ; kl. 0,5; PL-P3-255-E6/

A - ; kl. 0,5; PL-P3-230-E6/

W - U_N = 150V, I_N = 5A, 1 cosϕ_N = 0,1; I_wn = 5 mA; nr PL-P3-153-E6/;

V2 - ; kl. 0,2; nr PL-P3-655-E6/;

V3 - kl. 0,5; nr PL-P3-265-E6/;

Ap. Ep. - aparat Epsteina; nr PL-P3-269-E6;

Dł. - dławik regulacyjny (drugi punkt ćwiczenia);

1. Wyznaczanie stratności blach magnetycznych.

Tabela pomiarowa:

Lp.	Bm	K2	U1	U2	U3	k	I	Pw		d	pB
	[Wb/m^2]	-	[V]	[V]	[V]	-	[A]	[W]	[W]	[%]	[W/kg]
1	0,5	1,02	35	35	31,6	1,229	0,6	2,5	0,041	-16,63	0,21
2	0,75	1,02	54	54	47,4	1,265	1	5	0,097	-21,99	0,38
3	1,0	1,02	72	72	63,2	1,265	1,35	9	0,173	-21,99	0,69
4	1,25	1,025	89,5	89,5	79,4	1,251	1,85	13,8	0,267	-19,89	1,08
5	1,5	1,025	108	108	95,25	1,259	2,75	19,5	0,389	-21,09	1,51

Wzory i przykładowe obliczenia

R_wn = U_n/I_wn=150V/5mA=30 kΩ

k = (U₂/U₃)•1,11=(54V/47,4V) •1,11=1,265

P_wn =
=U₂²/R_wn=67²V²/30 kΩ=4,5W

Po obliczeniu strat na prądy wirowe:

d = -e[(k/1,11)²-1]=-73,6%[(1,265/1,11)²-1]=-21,99%

p_B = [(P_w-P_wn)•(1+(d/100)]/G_n=[(5W-0,97W) •(1+(-21,99%/100%)]/10kg=0,38W/kg

2. Rozdział strat metodą zmiany współczynnika kształtu.

Dane do pomiarów: B_m = 1,25 Wb/m²; U₃ = 79,4 V;

Tabela pomiarowa:

Lp.	U1	U2	k	k^2	Pw		P
	[V]	[V]	-	-	[W]	[W]	[W]
1	92	93	1,171	1,371	10,5	0,288	10,212
2	90,5	91,5	1,152	1,327	10,3	0,279	10,021
3	90	91	1,146	1,313	10	0,276	9,724
4	89,5	90,5	1,140	1,300	9,9	0,273	9,627

Wzory i przykładowe obliczenia

k = U₂/U₃=91,5/79,4=1,152 ⇒ k² = 1,327

P_wn =U₂²/R_wn= 0,279W

P = P_w - P_wn = 10,3W - 0,279W = 10,021 W

Z wykresu P = f
odczytano:

• wartość P_h , która wynosi 2,4 W;

• wartość P = 9,1W dla = 1.

Straty na prądy wirowe dla B_m = 1 Wb/m² i f = 50 Hz:

e=(1-P_h/P)100%=(1-(2,4/9,1))100%=73,6%

Charakterystyka P=f((k/1,11)2)

Uwagi i wnioski.

Stratność magnetyczna materiałów ferromagnetycznych, stosowanych jako rdzenie w urządzeniach prądu przemiennego, jest ich jednym z podstawowych parametrów. Są to straty mocy występujące w rdzeniu przy okresowym przemagnesowaniu odniesione do 1 kg. Wymiarem jest 1[W/kg]. Do pomiaru stratności magnetycznej stosuje się aparat Epsteina. Pomiar mocy strat dokonuje się watomierzem o małym znamionowym cosϕ_N ≤0,3, co umożliwia uzyskanie dużych wychyleń, ze względu na to, że badany obwód posiada niewielki cosϕ. Cewka napięciowa watomierza jest włączona po stronie wtórnej aparatu, aby miernik nie wskazywał strat w uzwojeniach.

Obserwując obliczenia stratności magnetycznej blach nasuwa się wniosek, że należy unikać stanów nasycenia i przesycenia materiałów na rdzenie, ze względu na zbyt dużą stratność .

Dla B_m = 1 Wb/m² i f = 50 Hz stratność blach wynosi 0,69 W/kg. Wykres P = f ((k/1,11)²) jest linią prostą. Z wykresu tego odczytano wartość P_h , która jest wartością stałą ze względu na niezależność strat histerezowych od częstotliwości. Z wykresu tego odczytano również wartość mocy P dla (k/1,11)²= 1, ponieważ odpowiada to wyrażenie częstotliwości 50 Hz, dla której dokonywano dalszych obliczeń.

---