determinarea caracteristicilor magnetice ale tablelor electrotehnice cu ajutorul aparatului epstein

7/22/2019 Determinarea caracteristicilor magnetice ale tablelor electrotehnice cu ajutorul aparatului Epstein

1/11

LUCRAREA EL 18

DETERMINAREA CARACTERISTICILOR MAGNETICEALE TABLELOR ELECTROTEHNICE CU APARATUL

EPSTEIN

1. Scopul lucrrii

Principalele caracteristici ale materialelor feromagnetice sunt:carcteristica de magnetizare, permeabilitatea magnetic, ciclul de histerezis i

pierderile de remagnetizare. Lucrarea are drept scop:

prezentarea metodei de msurare a pierderilor de remagnetizare cuaparatul Epstein.

prezentarea posibilitilor de utilizare a acestui aparat pentrudeterminarea caracteristicii de magnetizare i a permeabilitii magnetice,

posibiliti utilizate mai ales n cercetarea de laborator.

2. Principiul ! "#ur$r! $ pi!r!rilor %n &ol! cu $p$r$&ul Ep#&!in

Principial aparatul Epstein este un transformator n regim de mers ngol. El posed o nfurare de magnetizare cu N spire i o nfuraresecundar cu N!spire utilizat pentru controlul induciei ma"ime n miez imsurarea pierderilor.

#iezul magnetic l constituie patru pachete de tole $f%ii& dedimensiuni standardizate din tabla electrotehnic de msurat.

La alimentarea aparatului cu o tensiune sinusoidal de frec'encunoscut, puterea consumat pe primar este format din pierderile (ouledate de curentul de magnetizare n nfurarea primar i pierderile n miezulmagnetic produse prin histerezis i cureni turbionari. )ceast putere acti'consumat este mic n raport cu cea reacti'. *e aceea trebuie eliminateincertitudinile introduse de determinarea pierderilor (oule n nfurarea demagnetizare care depind i de temperatura acesteia.

Pentru msurarea pierderilor n miez se utilizeaz un +attmeruspecial cu cos redus $,-,!& care se alimenteaz cu tensiune din circuitulsecundar. *ac numrul de spire al nfurrilor este acelai, aceast tensiuneeste cea care d natere flu"ului n miezul magnetic, care produce de fapt

pierderile n fier.*e aceeea bilanul puterilor msurate de +attmetrul astfel conectat

este:

/


2/11

P PU

R

U

RW fe W V= + +

2 2

$0.&

n care:P1 - este puterea indicat de +attmetru2Pfe- este puterea acti' consumat pentru remagnetizare $pierderile n

fier&3!451-este puterea consumat de bobina de tensiune a +attmetrului,3!456-este puterea consumat de 'oltmetrul conectat n secundar.3tilizarea unui astfel de +attmetru special este impus de faptul c

aparatul Epstein consum o putere acti' mic fa de puterea aparent,datorat defaza7ului mare inducti'. 3tilizarea unui +attmetru obinuit cucos8 , pe gamele adec'ate de curent i tensiune, ar fi condus la o indicaiefoarte mic $n prima zecime a scrii gradate&. Erorile de citire i demsurare, n aceste condiii, ar fi fost foarte mari $9;&


3/11

?e 'a alimenta aparatul Epstein cu o tensiune sinusoidal i se 'ordetermina pierderile de remagnetizare la trei categorii de toleelectrotehnice.

)-tole slab aliate

@-tole supraaliateA-tole te"turate - laminate la rece.*eterminrile se fac la induciile ma"ime @ma"8 ,/2 ,2 ,02 2 ,!2, B i frec'ena de Cz.?e 'or determina pierderile specifice de remagnetizare tras%ndu-securba de 'ariaie a lor funcie de inducia ma"im : ( )p f B= max ,

pentru cele trei categorii de tole, pe acelai grafic.'. 2. ?epararea pierderilor de remagnetizare

?e 'a alimenta aparatul Epstein cu o tensiune nesinusoidal i pentrutolele slab aliate i supraaliate se 'or separa pierderile prin 'ariaiacoeficientului de form la induciile ma"ime @ma"8,! i ,B.

'. '. *eterminarea caracteristicii de magnetizare i a permeabilitiimagnetice.Pentru unul din sortimentele de tole $ultimul ncercat& se 'a determinai caracteristica de magnetizare prin msurarea 'alorii lui Cma" ladiferite 'alori ale lui @ma"obinute regl%nd tensiunea secundar la 'aloricuprinse ntre i > 6 din n 6.6aloarea lui Cma" se determin din 'aloarea lui


4/11

Fig 18.1.Schema de montaj a aparatului Epstein.

>. !. #odul de e"perimentare.

4.2.1.Determinarea caracteristicii pierderilor de remagnetizarefuncie de inducie n regim sinusoidal.

Pentru efectuarea msurrilor pre'zute la punctul /.. se procedeazdup cum urmeaz:

- se c%ntresc tole n greutate de $ - !,& Fg care se mpart n patru

pachete egale $numrul de tole s fie multiplu de patru&2- se introduc ntreesut tolele n cele patru bobine ale aparatului.=ntrefierul dintre dou pachete se reduce la minim, pres%nd colurile

cu a7utorul colarelor, nc%t la alimentarea n curent alternati' a circuitului demagnetizare s se consume un curent minim2

- se calculeaz 'aloarea efecti' a tensiunii secundare la toate 'alorileinduciei ma"ime specificate la chestiuni de studiat cu relaia:

U fN SB2 24 44= , (V)max $0.!&unde :@ma"- este inducia ma"im2 N!8D - numrul de spire secundar2f-frec'ena tensiunii de alimentare2 ?-aria seciunii unui pachet.

?eciunea ? se calculeaz cu formula:

Sm

d=

l

$0./&unde : m - masa celor patru pachete2 l8 >",!0m - lungimea circuituluimagnetic2 d- densitatea tolelor2 densitile la cele trei sortimente sunt:


5/11

a& table slab aliate d8DD Fg4m/2b& table te"turate d8 D Fg4m/2c& table supraaliate d8D Fg4m/2

- se demagnetizeaz materialul, prin creterea tensiunii secundarep%n la apro"imati' /6 i scderea lent la zero2

- se aleg inter'alele de msurare adec'ate la determinarea de lapunctul respecti'.

Aonstanta +attmetrului se calculeaz cu relaia :

cU I U I

w

n n n n n= =

cos ,

max max

01

W

div

$0.>&*e e"emplu, pe scara de curent de !,) i tensiune de /6, in%nd

cont c ma" 8D di' se obine:

c W divw=

=

30 2 5 01

75 01

, ,, / .

La aparatul Epstein utilizat este ndeplinit condiia:

5

5

!

!

G


6/11

m m mmed

tole

',

,= =

l

l

0 235

0 280$0.0&

unde: m - este masa total a tolelor.5ezultatele se trec n tabelul 0..

Tabelul 18.1

?ortimenttabl

@ma" 3!


7/11

Iin%nd cont c acest 'oltmetru are scara nscris direct n 'alorileefecti'e pentru tensiune sinusoidal, n regim nesinusoidal 'aloarea medieeste :

UU

med

V

=

2

111,$0.&

unde: 36!- tensiunea citit la 'oltmetrul 6!$magnetoelectric cu redresor&.&

unde:P!- pierderile de remagnetizare n regim nesinusoidal2P1- puterea citit la +attmetru n acest caz236- tensiunea citit la 'oltmetrul 6256- rezistena intern a 'oltmetrului 6256!- rezistena intern a 'oltmetrului 6!25+- rezistena bobinei de tensiune a +attmetrului.

5ezultatele se trec n tabelul 0.!.Tabelul 18.2.

H


8/11

?orttabl

@ma"


9/11

- 6aloarea ma"im a intensitii c%mpului magnetic se determin cua7utorul 'alorii ma"ime a curentului n nfurarea primar a aparatuluiEpstein, msur%nd cderea de tensiune la bornele rezistorului de precizie 5ecu a7utorul unui osciloscop catodic:

H NR

Umax=

1

0

0l

maxAm

$0.D&

n care :5e- 'aloarea rezistenei de precizie $&2 3ema"- 'aloarea ma"im acderii de tensiune pe rezistena 5e2 N8 D - numrul de spire al nfurrii

primare a aparatului Epstein2 lmed8,H>m - lungimea medie echi'alent acircuitului magnetic.

- ?e determin n mod corespunztor celelalte perechi de 'alori $@ma",Cma"& care se 'or reprezenta grafic.

5ezultatele se trec n tabelul /.

Tabelul 18. !?orttole

3!med


10/11

D!#cri!r!$ $p$r$&ului Ep#&!in

, n aa fel nc%t

pachetele s fie egale n greutate i pe c%t posibil de ,! Fg fiecare.Pachetele se introduc n carcase pre'zute cu bobinele @, @!, @/,

@>. Kiecare bobin comport o nfurare de magnetizare $primar& i una demsurat $secundar&.

)nsamblul realizat constituie un transformator monofazat n gol.

Fig.&.18.2. &paratul Epstein.

Kiecare din cele > bobine comport o nfurare primar de D spirei una secundar de D spire.


11/11

a& nfurarea primar :

R

Nsp

L

N

H sp

1

1

2

6 2

1

1

2

9 2

510

1010

. / ( )

. / ( )

b& nfurarea secundar :

R

N sp

L

NH sp

2

2

2

6 2

2

2

2

9 2

2010

1010

. / ( )

. / ( )

- lungimea de bobinare Hmm2- nfurarea secundar se aplic direct pe carcas, ntr-un singur

strat, uniform2- nfurarea primar se aplic peste cea secundar.

determinarea caracteristicilor magnetice ale tablelor electrotehnice cu ajutorul aparatului epstein

Documents