Министерство образования Российской Федерации
ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Измерение потерь энергии в
электротехнической стали по методу
амперметра, вольтметра, ваттметра
Описание лабораторной работы №14
магнитомягких материалов при динамическом перемагничевании
2. Методика эксперимента
2.2. Описание установки У5011
В данной работе метод амперметра, вольтметра, ваттметра реализован на серийной установке У5011. Установка типа У5011 предназначена для определения потерь в электротехнической стали при частотах перемагничивания 25÷1000 Гц в закрытых помещениях при температуре окружающего воздуха от 10 до 35оС и относительной влажности до 80 %. Она обеспечивает достаточно высокую точность измерений при относительной простоте самих измерений.
Технические характеристики
1. Установка типа У5011 обеспечивает измерение суммарных потерь в образцах электротехнической стали в следующих пределах:
| P1,0/25–60 = 0,5 ÷ 4 Вт/кг; |
| P1,5/25–60 = 0,5 ÷ 4 Вт/кг; |
| P1,7/25–60 = 0,5 ÷ 4 Вт/кг; |
| P0,75/400 = 0,5 ÷ 4 Вт/кг; |
| P1,0/400 = 0,5 ÷ 4 Вт/кг; |
| P1,0/100 = 0,5 ÷ 4 Вт/кг. |
2. Погрешность измерения потерь на нормальном (аттестованном органами Комитета стандартов мер и измерительных приборов) образце не превышает 5% при частотах 25, 50 и 60 Гц и 6% при частотах 400 и 1000 Гц при синусоидальном изменении индукции.
3. Намагничивающий аппарат для испытания образцов массой 1 кг имеет следующие характеристики:
| длина силовых линий | – 1 м; |
| число витков намагничивающей обмотки N1 | – 100 витков; |
| сопротивление намагничивающей обмотки r1 | – 0,5 Ом; |
| число витков измерительной обмотки N2 | – 600 витков; |
| сопротивление измерительной обмотки r2 | – 2 Ом; |
| площадь сечения измерительной обмотки | – 6,75 см2; |
| максимальная величина намагничивающего тока | – 5 А. |
Конструктивные особенности
Образец испытываемой стали, состоящий из 4 одинаковых пакетов, образует замкнутый магнитопровод, являющийся магнитной цепью двухобмоточного намагничивающего аппарата (аппарат Эпштейна). Обмотка N1 (рис. 4) предназначена для намагничивания образца (О) до необходимой величины индукции. В цепь намагничивающего аппарата включены по-следовательно через трансформаторы тока амперметр (А) для контроля тока и токовая обмотка ваттметра (W). К измерительной обмотке аппарата N2 присоединены параллельно вольтметры (V) и (Vср) для измерения эффективного и средневыпрямленного значений напряжения в измерительной обмотке аппарата, а также в обмотке напряжения ваттметра. При измерении потерь следует учесть, что полные потери энергии в образце равны мощности показываемой ваттметром за вычетом потерь на нагревание приборов, включенных в измерительную обмотку аппарата.
Конструктивно установка типа У5011 представляет собой комплексное устройство, рассчитанное на обслуживание одним оператором.
Пульт управления оформлен в виде стола, на наклонной панели которого, расположены измерительные приборы, рукоятки регулирующих автотрансформаторов и переключателей, выключатели питающего напряжения и сигнальные лампочки. Регулировка намагничивающего тока в зависимости от массы образца и частоты питающего напряжения осуществляется автотрансформаторами (Тр. 2) и (Тр. 3). При испытании образцов массой 1 кг используется автотрансформатор (Тр. 3), расположенный в левой части пульта и позволяющий получить ток в цепи намагничивания до 2 А. При необходимости получения намагничивающего тока более 10 А к пульту может быть подключено более мощное регулировочное устройство.
Установка типа У5011 дает возможность также определять основную кривую намагничивания ферромагнитных материалов в диапазоне частот 25÷1000 Гц, для чего в схеме установки предусмотрено образцовое сопротивление R1= 0,01 Ом, включенное последовательно в цепь тока намагничивания.