PA
Ń
STWOWA WY
Ż
SZA SZKOŁA ZAWODOWA
im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego
w Kaliszu
Laboratorium Metrologii
Ć
wiczenie nr 6
Temat: Pomiar strat mocy w cewkach o rdzeniach ferromagnetycznych
Rok akademicki:
2010/2011
Studia dzienne
Dzienne
Nr grupy:
I/4
Wykonawca:
Mateusz Krajewski
Data
Wykonania
ć
wiczenia
Oddania
sprawozdania
22-03-2011
29-03-2011
Ocena:
Uwagi:
Wiadomo
ś
ci teoretyczne:
Do pomiaru strat mocy w cewkach o rdzeniach
małym współczynniku mocy cos
Kompensujemy składow
ą
indukcyjn
zacisków cewki kondensator o nas
pr
ą
d I ma dwie składowe: indukcyjn
indukcyjn
ą
pr
ą
du I
L
kompensujemy składow
rezonans pr
ą
dowy) zachodzi równo
Schemat układu pomiarowego :
Wyznaczenie parametrów obwodu:
Lp.
U
V
110
Rdze
ń
z przerwa powietrzn
ą
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2
Do pomiaru strat mocy w cewkach o rdzeniach ferromagnetycznych wykorzystujemy odbiornik o
małym współczynniku mocy cos
ϕ
. Pomiar polega na kompensacji składowej biernej pr
indukcyjn
ą
za pomoc
ą
składowej pojemno
ś
ciowej, wł
ą
czaj
zacisków cewki kondensator o nastawialnej warto
ś
ci pojemno
ś
ci C. Przed wł
ą
czeniem kondensatora
d I ma dwie składowe: indukcyjn
ą
I
L
i rezystancyjn
ą
I
R
. Po wł
ą
czeniu kondensatora składow
kompensujemy składow
ą
pojemno
ś
ciow
ą
I
C
. W chwili kompensacji I
dowy) zachodzi równo
ść
I=I
R
.
Schemat układu pomiarowego :
Wyznaczenie parametrów obwodu:
I
R
Z
L
A
Ω
Ω
H
0,256
20
430
1,37
C
I
µF
A
0
0,256
U= 110 V
C
r
=7,39 µF
1
0,256
2
0,189
3
0,189
4
0,122
5
0,122
6
0,057
7
0,056
8
0,049
9
0,049
10
0,108
11
0,119
12
0,120
ferromagnetycznych wykorzystujemy odbiornik o
. Pomiar polega na kompensacji składowej biernej pr
ą
du.
ciowej, wł
ą
czaj
ą
c równolegle do
ą
czeniem kondensatora
czeniu kondensatora składow
ą
. W chwili kompensacji I
C
=I
L
(
L
C
H
µF
1,37
7,39
Uwagi
U= 110 V
=7,39 µF
3
Rdze
ń
z przerw
ą
wykonan
ą
z blachy
Lp.
C
I
Uwagi
µF
A
1
0
0,3121
U= 110 V
C
r
=7,39 µF
2
1
0,312
3
2
0,247
4
3
0,247
5
4
0,184
6
5
0,184
7
6
0,133
8
7
0,132
9
8
0,105
10
9
0,105
11
10
0,116
12
11
0,125
13
12
0,135
14
13
0,140
Rdze
ń
z przerwa powietrzn
ą
Lp.
P
CU
δ
PCU
P
fe
δ
Pfe
P
δ
P
uwagi
W
%
W
%
W
%
1
1,31
0,06
28,1
0,04
29,41
0,04
2
1,31
0,06
28,1
0,04
29,41
0,04
3
0,71
0,06
20,73
0,04
21,44
0,04
4
0,71
0,06
20,73
0,04
21,44
0,04
5
0,3
0,06
13,36
0,04
13,66
0,04
6
0,3
0,06
13,36
0,04
13,66
0,04
7
0,06
0,06
6,21
0,04
6,27
0,04
8
0,06
0,06
6,21
0,04
6,27
0,04
9
0,05
0,06
5,33
0,04
5,38
0,04
10
0,05
0,06
5,33
0,04
5,38
0,04
11
0,23
0,06
11,82
0,04
12,05
0,04
12
0,28
0,06
13,03
0,04
13,31
0,04
13
0,29
0,06
13,03
0,04
13,32
0,04
Rdze
ń
z przerw
ą
wykonan
ą
z blachy
Lp.
P
CU
δ
PCU
P
fe
δ
Pfe
P
δ
P
uwagi
W
%
W
%
W
%
1
1,95
0,06
32,37
0,043
34,32
0,04
2
1,95
0,06
32,37
0,043
34,32
0,04
3
1,22
0,06
25,95
0,042
27,17
0,04
4
1,22
0,06
25,95
0,042
27,17
0,04
5
0,68
0,06
19,56
0,042
20,24
0,04
6
0,68
0,06
19,56
0,042
20,24
0,04
7
0,35
0,06
14,28
0,041
14,63
0,04
8
0,35
0,06
14,28
0,041
14,63
0,04
9
0,22
0,06
11,33
0,041
11,55
0,04
10
0,22
0,06
11,33
0,041
11,55
0,04
11
0,27
0,06
12,49
0,041
12,76
0,04
12
0,31
0,06
13,44
0,041
13,75
0,04
13
0,36
0,06
14,49
0,042
14,85
0,04
14
0,39
0,06
15,01
0,042
15,40
0,04
4
Obliczenia:
Z= U/I
Z= 110/0,256=430
Ω
L=
√
(Z
2
-R
2
)/
ω
2
L=
√
(430
2
-20
2
)/314
2
=1,37 H
C
r
=L/ R
2
+
ω
2
L
2
C
r
= 1,37/20
2
+ 314
2
1,37
2
=7,39 µF
P
CU
=I
2
R
P
CU
=1,31 W
P
CU
=0,7 W
P
CU
=0,3 W
P
CU
=0,06 W
P
CU
=0,05 W
P
CU
=0,23 W
P
CU
=0,28 W
P
CU
=0,29 W
P
CU
=1,95 W
P
CU
=1,22 W
P
CU
=0,68 W
P
CU
=0,35 W
P
CU
=0,22 W
P
CU
=0,27 W
P
CU
=0,31 W
P
CU
=0,36 W
P
CU
=0,39 W
δ
PCU
=2*
δ
I
+
δ
R
δ
I
=0,02 %
δ
R
=0,02%
δ
PCU
=2*0,02+0,02= 0,06 %
P
FE
= U*I
2
-
P
CU
P
FE
=28,1
P
FE
=20,73 W
P
FE
=13,36 W
P
FE
=6,21 W
P
FE
=5,33 W
P
FE
=11,82 W
P
FE
=13,03 W
P
FE
=32,37 W
P
FE
=19,56 W
P
FE
=14,28 W
P
FE
=11,33 W
P
FE
=12,49 W
P
FE
=13,44 W
P
FE
=14,49 W
P
FE
=15,01 W
δ
Pfe
= (U*I(
δ
U
+
δ
I
)+ P
CU
*
δ
PCU
)/ P
FE
δ
Pfe
=0,043 %
δ
Pfe
=0,042%
δ
Pfe
=0,041%
δ
Pfe
=0,042%
δ
Pfe
=0,04%
P= P
CU
+ P
FE
P=29,41 W
P=21,44 W
P=13,66 W
P=6,27 W
P=5,38 W
5
P=12,05 W
P=13,31 W
P=13,32 W
P= 34,32 W
P=27,17 W
P=20,24 W
P=14,63 W
P=11,55 W
P=12,76 W
P=13,75 W
P=14,85 W
P=15,40 W
δ
P
=
δ
U
*
δ
I
δ
P
= 0,02+0,02=0,04 %
Wnioski:
Celem naszego
ć
wiczenia był pomiar strat mocy w jednofazowej cewce z rdzeniem
ferromagnetycznym za pomoc
ą
metody kompensacji składowej biernej. W pierwszej fazie pomiarów
szukali
ś
my warto
ś
ci pojemno
ś
ci kondensatora C, takiej która skompensuje składow
ą
biern
ą
pr
ą
du, a
jednocze
ś
nie zmniejszy straty mocy cewki. Wyznaczon
ą
za pomoca wzoru C
r
=L/( R
2
+
ω
2
L
2
). Do
zastosowania wzoru konieczna buła znajomo
ść
rezystancji cewki zmierzonej omomierzem. Na
podstawie wzorow obliczona została impedancja Z, pojemno
ść
C, i indukcyjno
ść
L. Po wykonaniu
pomiarów mo
ż
na wyznaczy
ć
charakterystyk
ę
I = f (C) na której b
ę
dzie widoczna warto
ść
C
r
.