Politechnika Lubelska w Lublinie	Laboratorium elektrotechniki Ćwiczenie nr 5
Nazwisko i imię: Brytan Sebastian Bukowski Piotr Gołąb Rafał	Semestr: III	Grupa : ED 3.5	Rok akademicki 2002/2003
Temat: MAGNETYCZNE MNOŻNIKI CZĘSTOTLIWOŚCI		Data wykonania: 11.11.2002	Ocena:

1.Wyznaczanie charakterystyki magnesowania rdzenia transformatora potrajacza częstotliwości

Dane rdzenia transformatora:

liczba zwojów uzwojenia pierwotnego z₁ = 423

liczba zwojów uzwojenia wtórnego z_2­ =282

przekrój rdzenia S_Fe =12,4 cm²

średnia długość drogi strumienia w rdzeniu l_śr = 28,6 cm

Tabela pomiarów dla układu do wyznaczania charakterystyki magnesowania rdzenia transformatora

L.p.	U1	I0	P0	U2	ၪ	sin	I	Bm	Hm	ၳၡ
		V	A	W	V		--	A	T	A/m	--
1	100	0.125	4	67	71.3	0,947	0,118	0,8631	277	1,59
2	110	0,155	4.5	74	74.7	0,964	0,149	0,9533	364	1,65
3	120	0,190	5.5	80	76.0	0,970	0,184	1.0305	460	1,69
4	130	0,235	7	87	76.7	0,973	0,229	1,1207	586	1,73
5	140	0,280	8.75	93	77.1	0,975	0,273	1,1980	707	1,75
6	150	0,335	10.25	99	78.2	0,979	0,328	1,2753	859	1,77
7	160	0.425	13	106	79.0	0,982	0,417	1,3655	1116	1,81
8	170	0.540	15.5	112	80.3	0,986	0.532	1,4428	1463	1.86
9	180	0.690	19	118	81.2	0,988	0.682	1,5201	1967	1.95
10	190	0.920	23	124	82.4	0,991	0.912	1,5973	2725	2,02
11	200	1.250	29	131	83.3	0,993	1,241	1,6875	3763	2,05
12	210	1.650	36	136	84.0	0.994	1.641	1.7519	4975	2.05
13	220	2.125	46	141	84.3	0.995	2.114	1.8163	6378	2.04

Przykładowe obliczenia:

1.Indukcja magnetyczna :

Np.:

dla pomiaru 3)

dla pomiaru 9)

2.Natężenie pola magnetycznego :

Np.:

dla pomiaru 3)

dla pomiaru 9)

3.Kąt fazowy obwodu

Np.:

dla pomiaru 3)

dla pomiaru 9)

4.Skuteczna wartość prądu magnesującego:

Np.:

dla pomiaru 3)

dla pomiaru 9)

Charakterystyka magnesowania rdzenia potrajacza częstotliwości wyznaczona doświadczalnie

2.Aproksymacja charakterystyki magnesowania

Równanie aproksymujące :

Stałe
i
wyznaczamy następująco: na charakterystyce magnesowania wyznaczonej doświadczalnie w punkcie 1 dobieramy dwa punkty. Punkt A(B_A = 1.2T ; H_A = 700 A/m ) leży przed zagięciem charakterystyki, punkt B(B_B = 1,75 T ; H_B = 4200 A/m) w obszarze znacznego nasycenia. Znając położenie tych punktów z powyższej charakterystyki rdzenia obliczamy współczynniki
i
z zależności:

Wartości indukcji magnetycznej B przyjmujemy z poprzedniego punktu i z równania aproksymującego wyznaczamy natężenie pola magnetycznego H.

Np.: Dla pomiaru 3) H = 28.08
sh(3.26 1.0305) = 403.48

Dla pomiaru 9) H = 28.08
sh(3.26 1.5201) = 1993

HA = 700 A/m					C1 =28.08 A/m
HB = 4200 A/m
BA = 1.2 T												C2 = 3.26 1/T
BB = 1,75 T
B[T]	0.8631	0.9533	1.0305	1,1207	1,1980	1.2753	1,3655	1,4428	1,5201	1,5973	1.6875
H[A/m]	233.23	313.46	403.48	541.7	697.14	897.08	1203.88	1548.99	1993	2563.37	3439.71

3.Analityczne wyznaczanie napięcia potrojonej częstotliwości

Dobieramy wartości pierwszej harmonicznej B1h w zakresie (1T - 2T) i odpowiadające jej wartości napięć wejściowych U1=U1f z punktu 1 sprawozdania . Według wzorów obliczamy wartości napięcia pomiędzy punktami neutralnymi sieci i uzwojeń pierwotnych potrajacza
oraz napięcie
. Naszym celem jest wykreślenie krzywej
=f(
).

Obliczenia:

1.Przekładnia zwojowa potrajacza
:

2.Napięcie pomiędzy punktami zerowymi źródła zasilania i potrjacza UN:

Np.:

Dla pomiaru 1)

Dla pomiaru 5)

3. Napięcie wyjściowe na zaciskach potrajacza U2

Np.:

Dla pomiaru 1)

Dla pomiaru 5)

Lp.	B1	U1f	UN		U2
	T	V	V	-	V
1	1.0305	120	50.7	1,5	101.4
2	1.1207	130	57.1	1,5	114.2
3	1.1980	140	63.1	1,5	126.2
4	1.3655	160	75	1,5	150
5	1.5201	180	85.3	1,5	170.6
6	1.6875	200	97.5	1,5	195
7	1.7519	210	102.8	1,5	205.6
8	1.8163	220	108.1	1,5	216.2

Można teraz wykreślić charakterystykę U₂ = f(U_1f).

4.Próba stanu jałowego magnetycznego potrajacza częstotliwości

Celem tej części ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki stanu jałowego potrajacza

Wyniki pomiarów - wskazania mierników z powyższego schematu

Pogrubioną czcionką wpisane są wartości obliczone

L.p.	U1	U1f	P1	P2	P	I1	U2
		V	V	W	W	W	A	V
1	180	103.9	17.5	-6	11.5	0.13	66
2	200	115.5	24	-10	14	0.17	78
3	220	127	32.5	-12.5	20	0.21	90
4	240	138.6	44	-18.5	25.5	0.26	102
5	260	150.1	57.5	-25.5	35	0.315	114
6	280	161.7	75	-35	40	0.385	125
7	300	173.2	104	-52	52	0.5	143
8	320	184.8	130	-72	58	0.61	168
9	340	196.3	175	-104	71	0.8	188
10	360	207.9	244	-152	92	1.04	208
11	380	219.4	328	-212	116	1.375	232

Obliczenia:

1.Napięcie fazowe:

Np.:

Dla pomiaru 1)

Dla pomiaru 6)

2.Moc:

Np.:

Dla pomiaru 1)

Dla pomiaru 6)

Wykres zależności U₂ = f(U_1f). Linia niebieska - charakterystyka wyznaczana analitycznie w punkcie 3 sprawozdania. Linia czerwona - charakterystyka doświadczalna.

Wykres zależności I₁ = f(U_1f)

Wykres zależności P = f(U_1f)

Wnioski:

Na podstawie wykonanych pomiarów, obliczeń i wykresów można zauważyć, że charakterystyka magnesowania rdzenia, charakterystyka I₁ = f(U_1f), jak również charakterystyka P = f(U_1f) mają charakter wykładniczy. W porównaniu charakterystyk magnesowania rdzenia widzimy pewne odchylenia spowodowane najprawdopodobniej błędami pomiarów. Przez liczne błędy podczas ćwiczeń także charakterystyka I₁ = f(U_1f) i P = f(U_1f) nie są idealnie wykładnicze.

Natomiast charakterystyka napięciowa ma charakter liniowy. Z moich wykresów wynikają duże błędy gdyż wartości napięcia U₂ doświadczalnego i otrzymanego analitycznie znacznie się od siebie różnią. Spowodowane jest to dużą niedokładnością w dokonywaniu pomiarów a także pewną niedokładnością pomiarów.

---