Politechnika Lubelska		Laboratorium Metrologii
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 17
Nazwisko: Cocek Balun	Imię: Wojciech Marcin		Semestr VI	Grupa ED 6.4	Rok akad. 1995/96
Temat ćwiczenia:Wyznaczanie stratności blach magnetycznych i rozdział strat.				Data wykonania 27.03.96	Ocena

I. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie metody pomiaru stratności blach magnetycznych aparatem Epsteina w wykonaniu 50-centymetrowym.

II. Wykonanie ćwiczenia.

Układ pomiarowy:

II. Spis przyrządów pomiarowych użytych w ćwiczeniu.

V1- kl. 0,5 U_N = 150V; I_V = 45mA; nr PL-P3-255-E6;

A - kl. 0,5 I_N = 5A, 10A; R_A5 = 64mΩ, R_A10 = 28μH; nr PL-P3-230-E6;

W - kl. 1 U_N = 150V, I_N = 5A, 10A; cosϕ_N = 0,1; I_wn = 5 mA; nr PL-P3-153-E6;

V2 - kl. 0,2 U_N = 150V, R_V = 5000Ω; nr PL-P3-655-E6;

V3 - kl. 0,5 U_N = 150V, 75V; I_V = 3mA; nr PL-P3-265-E6;

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

Dł. - dławik regulacyjny;

Dane próbki: G_n = 10kg; γ = 7600kg/m³; l = 0,5m ⇒ S =

1. Wyznaczanie stratności blach magnetycznych.

Wył. 2 w pozycji 2.

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	1,015	49,75	50	44,5	1,247	0,35	3,9	0,083	-20,72	0,3
2	0,75	1,0175	74	74,5	66,8	1,238	0,625	8,25	0,185	-19,25	0,65
3	1,0	1,020	100	100	89,5	1,240	1,05	15	0,333	-19,61	1,18
4	1,25	1,0225	127	127	112,5	1,253	4,15	25,35	0,538	-21,66	1,94
5	1,39	1,024	144	143,2	125	1,272	10	38,7	0,684	-24,66	2,86

R_wn =

U₃ = 4,44*f*B_m*S*z₂*K₂ = 4,44*50Hz*0,75Wb/m²*6,579*10^-4m²*600*1,0175 = 66,87V;

k = =1,238

P_wn ==

Po obliczeniu strat na prądy wirowe:

d =

p_B =

2. Rozdział strat metodą zmiany współczynnika kształtu.

Wył.2 w pozycji 1.

Dane do pomiarów: B_m = 1,0 Wb/m²; U₃ = 89,5 V;

Tabela pomiarowa:

Lp.	U1	U2	k	k^2	Pw		P
	[V]	[V]	-	-	[W]	[W]	[W]
1	103	103,5	1,284	1,648	13,425	0,357	13,068
2	102	102,5	1,271	1,616	12,225	0,35	11,875
3	101	101,5	1,259	1,585	11,775	0,343	11,432
4	100	101	1,253	1,569	11,475	0,34	11,135

k = =1,271 ⇒ k² = 1,616

P_wn ==

P = P_w - P_wn = 12,225W - 0,35W = 11,875 W

Rys. 1 Charakterystyki:

Rys. 2 Charakterystyka P = f(k/1.11)².

Z wykresu P = f -Rys.2 odczytano:

• wartość P_h , która wynosi 2,15 W;

• wartość P = 10,21 W dla = 1.

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

IV. 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. 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.

Załączone wykresy pokazują zależność mocy p_B w funkcji indukcji i kwadratu indukcji. Pierwszy z nich p_B = f (B) jest w przybliżeniu parabolą. Drugi zaś - p_B = f (B²) jest linią prostą. Charakter tych wykresów wynika z zależności: . Rozbieżność punktów drugiego wykresu od linii prostej może wynikać z faktu, iż trudno było odczytać wartości dziesiętne z podziałek mierników.

Obserwując obliczenia stratności magnetycznej blach nasuwa się wniosek, że należy unikać stanów nasycenia i przesycenia materiałów na rdzenie, ze względu na zbyt dużą stratność dochodzącą nawet do 3 W/kg.

Dla B_m = 1 Wb/m² i f = 50 Hz stratność blach wynosi 1,18 W/kg. Jest to wartość, która w przybliżeniu pokrywa się z wartością stratności blach na rdzenie transformatorów (p_1,0T = 1,2 W/kg). Nie można było wyznaczyć stratności blach dla B_m = 1,5 Wb/m² ze względu na zbyt duży prąd, przekraczający zakresy użytych mierników.

Wykres P = f 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 = 1, ponieważ odpowiada to wyrażenie częstotliwości 50 Hz, dla której dokonywano dalszych obliczeń.

---