Pomiary dotyczące obwodów magnetycznych

Pomiar dokonaliśmy przy stałej częstotliwości f = 50 Hz

1. Obliczam wartość maksymalną (amplitudę) natężenia pola magnetycznego.

gdzie:

l - średnia droga przepływu strumienia magnetycznego w rdzeniu [m]

I₁ - wartość prądu magnesującego [A]

z₁ - liczba zwojów uzwojenia magnesującego

l = 2 [m]

z_{1 =} 500

Dla pierwszej wartości I₁ = 1,5 [A]

Dla pozostałych wartości prądu magnesującego obliczam identycznie amplitudę natężenia pola magnetycznego.

2. Obliczam wartość maksymalną (amplitudę) indukcji magnetycznej wg zależności:

s - pole przekroju próbki rdzenia [m²]

s = 0,0009 [m²]

z₂ - liczba zwojów uzwojenia pomiarowego

z_{2 =} 600

Dla pierwszej wartości U₂:

Kolejne wartości indukcji dla następnych napięć obliczam analogicznie.

3. Obliczam przenikalność magnetyczną danego środowiska.

Między amplitudą indukcji magnetycznej a amplitudą natężenia pola magnetycznego istnieje zależność:

z tego warunku otrzymam:

dla pierwszego przypadku:

Pozostałe przypadki obliczam analogicznie.

4. Obliczam przenikalność magnetyczną względną. Korzystam z zależności:

gdzie:

μ_o - przenikalność magnetyczna w próżni

μ_o = 4ּπּ10^-7 [H/m]

μ - przenikalność magnetyczna danego środowiska [H/m]

Dla pierwszego przypadku:

Dla pozostałych przypadków obliczam analogicznie.

Charakterystyki magnesowania próbki:

1. Obliczam straty w cewce napięciowej watomierza wynoszą:

R_n - rezystancja cewki watomierza dołączonej do uzwojenia pomiarowego

R_n = 5 kΩ

Dla pierwszego przypadku U₂ = 95,5 V

Dla pozostałych przypadków obliczenia analogiczne.

2. Obliczenia strat mocy w cewce woltomierza wg zależności:

R_v - rezystancja cewki napięciowej woltomierza

R_v = 5 kΩ

Ponieważ zależność jest taka sama jak w punkcie pierwszym, zatem wyniki obliczeń będą takie same.

3. Obliczenia straty mocy w obwodzie magnetycznym.

ponieważ P_n = P_h zatem

gdzie:

z₁ - liczba zwojów uzwojenia magnesującego

z₂ - liczba zwojów uzwojenia pomiarowego

P - moc wskazana przez watomierz

Dla pierwszej wartości P_n = 1,824 W, z₁ = 500, z₂ = 600, P = 85 W.

Dla pozostałych wartości tok obliczeń analogicznych.

4. Dzielę straty mocy P_m w obwodzie magnetycznym przez masę rdzenia

m = 10 kg i otrzymuję stratność

Dla pierwszego przypadku P_m = 67,19 W

Dla pozostałych przypadków obliczenia analogiczne.

5. Obliczenia strat na histerezę.

czyli

P_m - straty mocy w obwodzie magnetycznym.

Dla pierwszego przypadku:

Dla pozostałych przypadków analogicznie.

6. Obliczenia strat na histerezę przypadające na 1kg masy rdzenia.

gdzie: m = 10kg

Dla pozostałych przypadków analogicznie.

Charakterystyki stratności magnetycznej:

Pomiary dotyczące selsynów:

Pomiary wykonaliśmy mierząc SEM między fazowe przy zmieniającym się kącie od 0 d0 360 stopni co 30 stopni.

Dzieki zmierzonej SEM : E12,E23,E31 i kątowi  Obliczyliśmy SEM fazowe E1,E2,E3 i narysowaliśmy charakterystyki:

;
;

a także:

Stąd wyliczyłem E₁ , E₂ i E₃

Obliczenia wykonaliśmy na podstawie tych wzorów.

Dzieki tym obliczeniom wykonaliśmy charakterystyki:

Charakterystyka E₁₂=f()

Charakterystyka E₂₃= f()

Charakterystyka E₃₁= f()

Charakterystyka E₁=f(

Charakterystyka E₂=f()

Charakterystyka E₃=f()

Kąt niezgodności i jego charakterystyka:

Charakterystyka Ms=f(

Wnioski:

1. Zmniejszenie strat od prądów wirowych w rdzeniu obwodu magnetycznego przy zadanej indukcji magnetycznej i częstotliwości można otrzymać, wykonując rdzeń z cienkich blach magnetycznych i izolowanych względem siebie papierem, lakierem lub warstwą ceramiczną lub stosując blachy z materiału ferromagnetycznego o dużej rezystywności. Rezystywność materiału ferromagnetycznego można zwiększyć stosując odpowiednie domieszki stopowe, np. do stali elektrotechnicznej jako domieszkę stosuje się krzem. W środowisku nieruchomym prądy wirowe powstają w skutek zmian strumienia magnetycznego.

2. Przenikalność magnetyczna ferromagnetyków zmienia się w szerokich granicach. Od niewielkiej wartości początkowej wzrasta wraz ze wzrostem natężenia pola magnetycznego po czym maleje. Na sporządzonym wykresie μ_w = f(H_m) widoczna jest jedynie malejąca część charakterystyki. Gdyby wykonać obliczenie przy wartościach prądu poniżej 1,5 A zapewne otrzymalibyśmy pełny wykres charakterystyki. Adektywnie odnosi się to do zależności B_m = f (H_m). Obserwujemy natężenie pola magnetycznego przy stosunkowo mniejszym przedziale zmienności indukcji magnetycznej.

3. Jak wynika z wykresów pętli histerezy dla pierwszych sześciu przypadków pole pętli powiększa się wraz ze wzrostem częstotliwości, która ma znaczący wpływ na straty. Do takiego samego wniosku dojdziemy analizując wykresy od 3 do 6. Jak widać we wszystkich przypadkach poszczególne rosą wraz ze wzrostem częstotliwości.

---