Навигация
3. Пермеаметры
Исследование свойств стали путем снятия кривой намагничивания кольцевой пробы (см рис. 12 2) дает наиболее точные результаты, но практически неудобно из за трудности изготовления образца и из-за сложности наложения на него обмоток. Эти затруднения отпадают при применении пермеаметров — устройств, позволяющих быстро и удобно осуществлять относительно равномерное намагничивание образцов стали, имеющих форму стержней круглого или прямоугольною сечения
На рис. 4а, а дан внешний вид одной из конструкций пермеаметра, а на рис 4б приведена схема включения его.
Основными частями этого пермеаметра являются массивная рама 1 из мягкой стали с высокой магнитной проницаемостью и две обмотки w1 и w2. Через боковые отверстия в раму вводится испытуемый образец Р, плотно зажимаемый при помощи специальных конических втулок. Обмотка w1 является намагничивающей, обмотка w2 служит для включения баллистического гальванометра. Переключатель 2 позволяет включать и изменять направление тока в намагничивающей обмотке. Порядок определения магнитного потока в испытуемом образце остается таким же, как и при испытании кольцевой пробы. Некоторое затруднение возникает с вычислением напряженности магнитного поля Н. Вычисление ее по формуле
где l — длина образца, было бы справедливо только при бесконечно малом магнитном сопротивлении ярма и стыков пробы с ярмом Сопротивлением этим можно пренебречь при испытании материалов с низкой магнитной проницаемостью (чугун, поделочные стали),
а— внешний вид б — схема включения
при испытании же проб с высокой магнитной проницаемостью необходимо при вычислении напряженности поля вводить поправки. Эти поправки даются в виде кривых срезывания, прилагаемых к прибору.
Амперметры, предназначенные для пермеаметров, иногда градуируют не в амперах, а в значениях напряженности магнитного поля исходя из приведенной выше зависимости между Н и I.
4. Исследование стали в переменном магнитном поле
Магнитные свойства стали, определенные описанными выше способами на постоянном токе, позволяют определить характеристики стали и при переменном магнитном потоке В частности, по площади петли гистерезиса можно подсчитать потери на гистерезис при переменном потоке. По эмпирическим формулам могут быть вычислены и потери на вихревые токи Подобные вычисления дают только приближенные результаты, поэтому желательно определять характеристики электротехнических сталей на переменном токе путем непосредственных измерений.
Ваттметровый метод. На рис 5 дан общий вид, а на рис. 6 приведена схема аппарата для определения ваттметровым методом потерь в пробах листовой стали, применяемой для изготовления магнитопроводов электрических машин и трансформаторов. Четыре гетинаксовые втулки 1 прямоугольного сечения укреплены на общем основании, образуя квадрат. На втулках помещены две обмотки с равным числом витков: w1 намагничивающая и w2 — измерительная. Во втулки закладывают пакеты 2 из листов испытуемой стали. Стыки пакетов тщательно стягиваются при помощи особых зажимов, не показанных на схеме. Для устранения потерь в стыках в них закладывают тонкие прокладки из электротехнического картона, толщина которых предварительно тщательно измеряется микрометром и в дальнейшем учитывается при подсчете намагничивающих ампер-витков.
Намагничивающая обмотка питается от источника переменного " тока с регулируемой частотой, измеряемой частотомером Hz. К вольтметру V и к параллельной обмотке ваттметра подается напряжение от измерительной обмотки. Переменный ток, проходя по намагничивающей обмотке, создает в сердечнике переменный магнитный поток с амплитудным значением Фм.
Этот поток создает в измерительной обмотке э.д.с
Ваттметр, включенный по схеме (см. рис.6), измеряет сумму мощности, затрачиваемой на покрытие потерь в стали, и мощности, потребляемой вольтметром и параллельной обмоткой ваттметра. Учитывая это, потери в образце определяют по формуле
где Рвт— показание ваттметра,
RB—сопротивление вольтметра;
Rm —сопротивление параллельной обмотки ваттметра.
Индукционный метод. Для исследования свойств образцов стали при намагничивании переменным током, а также для определения характеристик готовых магнитопроводов переменного тока широко применяют индукционный метод измерения магнитного потока.
Индукционный метод по существу заключается в измерении э.д.с., индуктированной исследуемым переменным магнитным потоком в измерительной обмотке с известным числом витков.
Измерение индуктированной э.д.с. может производиться различными средствами, одним из которых является потенциометр переменного тока. На рис. 7 дан пример использования потенциометра для измерения переменного магнитного потока в какой-либо части сложной магнитной цепи.
Измерительную рамку 1 с известным числом витков помещают в данный аппарат или машину так, чтобы она охватывала весь магнитный поток, подлежащий измерению.
Электродвижущую силу Е, возникающую в рамке 1, измеряют потенциометром переменного тока, после чего магнитный поток подсчитывается по формуле
По найденному значению Фm, зная размеры магнитопровода, можно подсчитать индукцию в данном участке магнитной цепи по формуле
где s — сечение магнитопровода.
Этой же формулой пользуются и для определения магнитной индукции в каком-либо воздушном зазоре магнитной цепи, если можно пренебречь явлением распора силовых линий.
При необходимости измерить индукцию в воздушном зазоре магнитной цепи, когда нельзя пренебречь явлением распора силовых магнитных линий, помещают непосредственно в зазор миниатюрную измерительную рамку с известной площадью sp. В этом случае определяется среднее значение индукции в том месте зазора, где находится рамка, по формуле
где sp — площадь рамки, м2.
Особым преимуществом описанного способа измерения магнитного потока является отсутствие тока в измерительной рамке. Это позволяет произвести измерение без нарушения нормального режима и распределения магнитных потоков в исследуемом аппарате.
Измерение по схеме (рис. 12.7) дает возможность определять не только модуль, но и фазу магнитного потока, и выяснять таким путем полную картину электрических и магнитных процессов в данной конструкции.
При помощи потенциометра, в частности, можно снимать основную кривую намагничивания кольцевой пробы на переменном токе и определять потери в образцах стали.
Нужно отметить, что при работе с потенциометром переменного тока применяется вибрационный гальванометр, настраиваемый на основную частоту, поэтому измерение магнитного потока с помощью потенциометра дает хорошие результаты только в тех случаях, когда форма кривой измеряемого потока не очень существенно отличается от синусоиды.
5. Осциллографирование кривой гистерезиса.
Кривую гистерезисного цикла можно снять по точкам на постоянном токе при помощи баллистического гальванометра, однако она будет несколько отличаться от реальной кривой при работе магнитопровода с переменным магнитным потоком. Существует способ, позволяющий визуально наблюдать кривую гистерезисного цикла при намагничивании образца переменным током на экране электронного осциллографа. Применяемая для этого схема приведена на рис.8. Подлежащий исследованию сердечник в форме, например, кольца 1, набранного из листов стали, снабжается намагничивающей 2 и измерительной 3 обмотками. Необходимое значение намагничивающего тока устанавливается по амперметру А. Напряжение с шунта r подается на пластины горизонтального отклонения электронного осциллографа; отклонение луча по горизонтали в каждый данный момент будет пропорционально намагничивающему току и соответственно напряженности поля Н, мгновенное значение падения напряжения на конденсаторе пропорционально мгновенному значению индукции в образце. Это напряжение подается на пластины вертикального отклонения осциллографа, и на экране получается изображение кривой гистерезисного цикла.
Кривая гистерезисного цикла, получаемая описанным способом на экране осциллографа, и по форме и по площади отличается от кривой, снятой с данного образца на постоянном токе с помощью баллистического гальванометра. Причина этого заключается в том, что площадь гистерезисной кривой, снимаемой на постоянном токе, определяется только потерями на гистерезис, а на экране осциллографа получается кривая, площадь которой соответствует сумме потерь на гистерезис и на вихревые токи.
Литература
1. Таранов С.Г., Феврлёва Н.Е. Магнитные измерения
2. Ю.Н. Маслов Магнитные измерения и приборы
3. Ю.В. Селезнев Методы и устройства магнитных и электрических измерений
Похожие работы
... фактически измеряется не магнитная, а электрическая величина, в которую магнитная величина преобразуется в процессе измерения. Интересующая нас магнитная величина определяется расчетным путем на основании известных зависимостей между магнитными и электрическими величинами. Теоретической основой подобных методов является второе уравнение Максвелла, связывающее магнитное поле с полем электрическим; ...
... коэффициента деполяризации от концентрации. Одним из возможных путей изучения механизма светорассеяния является исследование динамики рассеяния света в импульсных электрических и магнитных полях. Схема экспериментальной установки, предназначенной для изучения процессов рассеяния света магнитной жидкостью в импульсных магнитных полях, представлена на рисунке 4. 3 2 ...
... . Все данные о перечне всех необходимых работ показаны на рис.3.1. Блок-схема разработки реверсной магнитной фокусирующей системы мощного многолучевого клистрона. Получение задания Обзор литературы Изучение и анализ прибора-аналога Расчетно-теоретическая часть ...
... учетом величины размагничивающего фактора для N образцов в ячейке с данными параметрами составляет около 0,8 %. Экспериментальная установка: Рис.1. Схема измерительной ячейки для исследования магнитных свойств МЖ в полях напряженностью до 60 кА/м: 1 – намагничивающий соленоид, 2 – измерительная катушка, 3 – контейнер с магнитной жидкостью, 4 – термостатирующая оболочка. ...
0 комментариев