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 .