Wydział Elektryczny Politechniki Lubelskiej

Studium dzienne, semestr 6.

Zespół nr 2 Data wykonania:

25-02-2000

1. Artur Sobieszek

2. Marek Salasa

Laboratorium metrologii

elektrycznej i elektronicznej.

Ćwiczenie Nr 17

Temat: Wyznaczanie stratności magnetycznej oraz krzywych magnesowania aparatem Epsteina 25 - cm .

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie metod wyznaczania krzywej magnesowania, a także stratności przy pomocy aparatu Epsteina 25-cm.

2. Skalowanie transformatora powietrznego.

Schemat pomiarowy.

Oznaczenia:

A - amperomierz elektromagnetyczny, kl. 0,5, zakr. 1, 2 A, nr PL-P3-289-E6/;

V_śr -wolt. magnetoelektr. prostownikowy wartości średniej, kl. 0,5, zakr. 75, 150, 300 V, nr PL-P3-265-E6/;

R1 - 89 Ω, I = 1,1 A, nr PL-K-039-E6/;

Atr - nr PL-P3-351-E6/;

M - transformator powietrzny;

Tabela pomiarów i obliczeń.

L.p.	---	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Uśr	V	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55
I	A	0	0,1	0,18	0,27	0,36	0,45	0,54	0,63	0,72	0,82	0,91	1
Im	A	0	0,14	0,25	0,38	0,51	0,64	0,76	0,89	1,02	1,16	1,29	1,41

Przykładowe obliczenia:

Wzór opisujący charakterystykę transformator powietrznego:

Charakterystyka transformatora powietrznego I_m = f(U_śr)

3. Wyznaczanie krzywej dynamicznej magnesowania.

Schemat pomiarowy.

Oznaczenia:

A - amperomierz elektromagnetyczny, kl. 0,5, zakr. 1, 2 A, nr PL-P3-289-E6/;

V_śr -wolt. magnetoelektr. prostownikowy wartości średniej, kl. 0,5, zakr. 75, 150, 300 V, nr PL-P3-265-E6/;

V - woltomierz elektromagnetyczny, kl. 0,5, zakr. 75, 150 V, nr PL-P3-222-E6/;

Atr - nr PL-P3-351-E6/;

M - transformator powietrzny;

W - watomierz elektrodynamiczny, kl. 0,5, I: 2,5, 3 A, U: 30, 75, 150, 300 V, cos φ_N = 0,1, nr PL-P3-176-E6/;

AE - aparat Epsteina 25 - cm;

Tabela pomiarów i obliczeń.

L.p.	---	1	2	3	4	5	6	7	8
I	A	0	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,4
Uśr	V	0	2,5	5	7,5	12	17	23	33
U2śr	V	0	5	19	32	39	43	45	47
Hm	A/m	0	47,7	95,3	143,0	228,8	324,1	438,5	629,1
Bm	T	0	0,157	0,595	1,003	1,222	1,347	1,410	1,472

Przykładowe obliczenia:

Charakterystyka magnesowania badanej próbki B_m = f(H_m)

4. Wyznaczanie stratności dla badanej próbki przy indukcji 1,0 T i 1,5 T.

Schemat pomiarowy.

Oznaczenia:

A - amperomierz elektromagnetyczny, kl. 0,5, zakr. 1, 2 A, nr PL-P3-289-E6/;

V_śr -wolt. magnetoelektr. prostownikowy wartości średniej, kl. 0,5, zakr. 75, 150, 300 V, nr PL-P3-265-E6/;

V - woltomierz elektromagnetyczny, kl. 0,5, zakr. 75, 150 V, nr PL-P3-222-E6/;

Atr - nr PL-P3-351-E6/;

M - transformator powietrzny;

W - watomierz elektrodynamiczny, kl. 0,5, I: 2,5, 3 A, U: 30, 75, 150, 300 V, cos φ_N = 0,1, nr PL-P3-176-E6/;

AE - aparat Epsteina 25 - cm;

Tabela pomiarów i obliczeń.

L.p.	B	f	I	U2	U2śr	k	P	Pż	pż
	[T]	[Hz]	[A]	[V]	[V]	---	[W]	[W]	[W/kg]
1	1	50	0,15	36	32	1,125	4,75	4,65	2,83
2	1,5		0,48	54	47,5	1,137	10,25	10,11	6,15

Przykładowe obliczenia:

5. Wyznaczanie rozdziału strat metodą zmiennej częstotliwości przy indukcji 0,8 T.

Schemat pomiarowy.

Oznaczenia:

A - amperomierz elektromagnetyczny, kl. 0,5, zakr. 1, 2 A, nr PL-P3-289-E6/;

V_śr -wolt. magnetoelektr. prostownikowy wartości średniej, kl. 0,5, zakr. 75, 150, 300 V, nr PL-P3-265-E6/;

V - woltomierz elektromagnetyczny, kl. 0,5, zakr. 75, 150 V, nr PL-P3-222-E6/;

Gen - generator mocy;

M - transformator powietrzny;

W - watomierz elektrodynamiczny, kl. 0,5, I: 2,5, 3 A, U: 30, 75, 150, 300 V, cos φ_N = 0,1, nr PL-P3-176-E6/;

AE - aparat Epsteina 25 - cm;

Tabela pomiarów i obliczeń.

L.p.	B	f	I	U2	U2śr	k	P	Pż	Pż/f
	[T]	[Hz]	[A]	[V]	[V]	---	[W]	[W]	[W/Hz]∙10^-3
1	0,8	20	0,11	11	10	1,100	0,9	0,88	43,91
2		30	0,12	17	15,3	1,111	1,6	1,55	51,60
3		40	0,125	22,5	20,4	1,103	2,33	2,24	55,97
4		50	0,13	28	25,5	1,098	3,1	2,96	59,18
5		55	0,13	31	28	1,107	3,7	3,53	64,13

Przykładowe obliczenia:

Wykres P_ż/f =f(f)

Z wykresu: k₁ = 3,430∙10^-2, k₂ = 5,296∙10^-4

Dla częstotliwości 50 Hz i indukcji 0,8 T rozdział strat przedstawia się następująco:

• straty histerezowe P_h = k₁∙f = 3,430∙10^-2∙50 =1,72 W

• straty wiroprądowe P_i = k₂∙f∙f = 5,296∙10^-4∙50∙50 =1,32 W

6. Wnioski.

• charakterystyka transformatora powietrznego I_m = f(U_śr) jest zgodnie z teorią linią prostą;

• charakterystyka magnesowania badanej próbki ma widoczną nieliniowość w początkowym zakresie charakterystyki (H_m do 40 A/m), a także zakres nasycenia próbki (H_m powyżej 120 A/m);

• stratność badanej próbki wyniosła 2,83 W/kg przy indukcji 1,0 T i 6,15 W/kg przy indukcji 1,5 T; potwierdziło to teoretyczną zależność stratności od indukcji (stratność rośnie wraz ze wzrostem indukcji);

• w badanej próbce przy częstotliwości 50 Hz i maksymalnej indukcji 0,8 T 1,72 W (57 % całkowitych strat) to straty histerezowe, natomiast 1,32 W (43 %) to straty wiroprądowe;

Ocena:

. . . . . . . . . . . .

Gen

1

2

1

2

V

V_śr

W

V_śr

A

A

1

2

1

2

V

V_śr

W

~

A

1

2

1

2

V

V_śr

W

~

A

~

---