Тема: « Построение векторной диаграммы для катушки с ферромагнитным сердечником с учетом потока рассеяния »

 

Цели: 1. Получить навыки расчета катушки с ферромагнитным сердечником с учетом потока рассеяния;

2. Построить векторную диаграмму.

 

Характер занятия: репродуктивный.

Форма организации занятия: индивидуальная.

Обеспечение занятия: методические указания, тетрадь для оформления практических занятий, письменные принадлежности, бланки заданий, конспект.

Требования к знаниям и умениям студентов

 

Студент должен

знать:

- что представляет собой схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником;

- какой магнитный поток называется основным, а какой потоком рассеивания;

- какой вид имеет векторная диаграмма для катушки с ферромагнитным сердечником с учетом потока рассеяния;

- порядок расчета данной задачи;

уметь:

- определять ток в неразветвленной части цепи, подаваемое напряжение, потери в стали и меди, общую мощность потерь в катушке, коэффициент мощности;

- строить векторную диаграмму для катушки с ферромагнитным сердечником.

 

Теория

Магнитный поток, замыкающийся в сердечнике, называется основным потоком. Магнитный поток, замыкающийся через воздух – потоком рассеяния.

При исследовании электрических цепей, содержащих катушки со стальным сердечником, часто заменяют их равнозначными электрическими цепями без стали – схемами замещения, которая имеет вид:

 

 

 

Для данной схемы замещения необходимо найти:

1. Активную составляющую тока в цепи по формуле:

, А

где  - напряжение в неразветвленной части цепи, B

 - активная проводимость, См

2. Намагничивающую составляющую по формуле:

, А

где  - реактивная проводимость, См

3. Ток в неразветвленной части цепи по формуле:

, А

4. Эквивалентное сопротивление , вызывающее потери в стали по формуле:

, Ом

5. Индуктивное сопротивление по формуле:

, Ом

Теперь необходимо начертить схему замещения, которая получилась в результате предыдущего расчета

 

Затем необходимо определить следующие величины:

1. Полное сопротивление катушек по формуле:

, Ом

где  - активное сопротивление катушки, Ом

 - реактивное сопротивление, обусловленное магнитным потоком рассеяния, Ом

2. Напряжение, подводимое к входным зажимам катушки по формуле:

, В

3. Активное и реактивное падение напряжения по формулам:

, В

, В

4. Угол потерь по формуле:

5. Потери в стали и потери в меди по формулам:

, Вт

, Вт

6. Общую мощность потерь в катушке по формуле:

, Вт

7. Коэффициент мощности по формуле:

Теперь необходимо построить векторную диаграмму в следующем порядке.

В произвольном направлении откладываем вектор магнитного потока Ø_м. Параллельно ему вектор намагничивающего тока I_м (в масштабе) и перпендикулярно вектор активного тока I_а (в масштабе). Сумма двух векторов I_a и I_м должна быть равна вектору тока I в обмотке катушки.

Под углом 90° к вектору магнитного потока откладываем вектор напряжения в катушке  (в масштабе) и в противоположную сторону вектор ЭДС в катушке .

Параллельно вектору тока I проводим вектор активного падения напряжения U_a (в масштабе).

Под углом 90° относительно вектора U_а откладываем вектор реактивного падения напряжения U_p (в масштабе).

Вектор напряжения U, подводимого к входным зажимам катушки получается путем сложения векторов , и .

Порядок выполнения работы

1. Записать тему, цель, исходные данные своего варианта.

2. Определить активную составляющую тока в цепи.

3. Найти намагничивающую составляющую тока в цепи.

4. Определить ток в цепи.

5. Найти эквивалентное сопротивление, вызывающее потери в стали и индуктивное сопротивление.

6. Начертить схему замещения.

7. Определить полное сопротивление катушки.

8. Найти напряжение, подводимое к входным зажимам катушки.

9. Определить активное и реактивное падения напряжения.

10. Найти угол потерь.

11. Определить потери в стали, в меди и общую мощность потерь.

12. Найти коэффициент мощности.

13. В масштабе построить векторную диаграмму.

14. Сдать работу преподавателю.

 

 

Система оценки – пятибальная

 

Задание на расчет

 

Для катушки с ферромагнитным сердечником представлена схема замещения. Необходимо определить: ток в неразветвленной части цепи, подаваемое напряжение, потери в стали и меди, общую мощность потерь в катушке, коэффициент мощности. Построить векторную диаграмму в масштабе.

 

 

№ варианта	Rкат, Ом	Xрасс, Ом	G0, См	B0, См	U¢, B
1	1	0,8	0,0236	0,236	85
2	0,8	1,25	0,008	0,08	120
3	0,7	1,5	0,0168	0,168	75
4	1	0,9	0,0105	0,105	119
5	0,9	1,1	0,032	0,32	90
6	1,1	1,45	0,024	0,24	80
7	1,05	1,2	0,0016	0,016	110
8	0,75	1,65	0,028	0,28	65
9	1,25	1,25	0,0089	0,089	100
10	1,15	1,45	0,022	0,22	108
11	0,8	1,1	0,0105	0,105	95
12	3	1,5	0,036	0,36	112
13	1	0,8	0,0236	0,236	85
14	1,6	2,5	0,016	0,16	240
15	0,7	1,5	0,0168	0,168	75
16	2	1,8	0,021	0,21	120
17	0,9	1,1	0,032	0,32	90
18	1,1	1,45	0,024	0,24	80
19	1	0,9	0,0105	0,105	120
20	1,05	1,2	0,0016	0,016	110
21	0,75	1,65	0,028	0,28	65
22	2,1	2,4	0,0032	0,032	220
23	1,25	1,2	0,0089	0,089	200
24	1,15	1,45	0,022	0,22	109
25	0,8	1,1	0,0105	0,105	95
26	3	1,5	0,036	0,36	112
27	1,5	0,75	0,018	0,18	65
28	0,8	1,25	0,008	0,08	120
29	1,1	1,5	0,017	0,17	80
30	1,15	1,45	0,022	0,22	108
31	2,5	2,5	0,009	0,99	200
32	1,1	1,45	0,024	0,24	80

Контрольные вопросы

 

1. Что называется основным магнитным потоком?

2. Какой магнитный поток замыкается через воздух?

3. Что представляет собой схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником?

4. Назвать порядок построения диаграммы.

 

 

список использованной литературы

 

1 Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники», Москва.

 «Высшая школа», 1999г.

2 Мансуров Н.Н., Попов В.С. «Теоретическая электротехника» «Энергия», 1968г.