новая папка 1 / 705736

11

12

Лабораторная работа.

Исследование индуктивности катушки контактора переменного тока в зависимости от воздушного зазора.

1. Цель работы.

Цель работы - ознакомление с особенностями конструкции контактора переменного тока, а также исследование его характеристик.

2. Программа работы.

2.1.Экспериментальным путём установить зависимость индуктивности катушки от размера немагнитного зазора между якорем и сердечником электромагнита – Lк = f (). 2.2. На основании полученных данных выполнить необходимые расчеты, сделать выводы и оформить отчет.

3. Пояснения к работе.

Контакторы переменного тока (с питанием обмотки переменным током) выпускается на различные токи (до 1000 А) при числе главных контактов от одного до пяти. Наличие большого числа контактов требует увеличения усилия электромагнита, необходимого для включения контактора. Отключение его происходит под действием контактных пружин и массы подвижных частей.

С целью устранения вибрации якоря во включенном состоянии на полюсах магнитной системы устанавливаются короткозамкнутые витки, эффективность которых наибольшая при малом рабочем зазоре.

Ток в катушке контактора, при , определяется значением его активного и индуктивного сопротивлений.

Индуктивное сопротивление катушки электромагнита:

– длина провода катушки, м;

γ - удельная электропроводность материала провода (для меди γ (Cu) = 5,7*См/м);

S – площадь поперечного сечения проводника, ;

Активное сопротивление катушек обычно невелико (Rк = 5÷30 Ом), поэтому ток определяется в основном реактивным сопротивлением Хк, которое, в свою очередь, в

13

сильной степени зависит от зазора или магнитного сопротивления . Следовательно, с момента включения (рис. l) ток достигает максимальной величины

.

времени якорь останавливается, зазор становится минимальным (или равным нулю), ток уменьшается до установившегося значения (принуждённый ток).

Рис.1 Переходный процесс при подаче напряжения на обмотку электромагнита переменного тока

В связи с большим значением пускового тока ( = 5 ÷ 10 ) подача напряжения

Сила тяги электромагнита с двумя зазорами при синусоидальном потоке , магнитный поток пульсирует с постоянной частотой питающей сети:

Среднее значение силы тяги:

Срабатывание и отпускание электромагнита переменного тока происходит значительно быстрее, чем электромагнита постоянного тока (

14

), они обеспечивают надежную работу в диапазоне колебания напряжения питания катушки .

4.Описание лабораторной установки

На рис.2 приведена схема для исследования контактора.

автотрансформатор. Напряжение регулируется в пределах 180240 Вольт, при этом электросекундомер работает устойчиво. Зазор между якорем и сердечником устанавливается с помощью деревянных прокладок. При этом необходимо помнить, что при зазорах, близких к максимальному ( ), сила тока может превышать установившееся значение в 5 и более раз, поэтому опыты следует проводить быстро, во избежание перегрева обмотки.

5. Методика проведения исследований

Определение индуктивности катушки в зависимости от ветчины рабочего зазора проводится по схеме (рис. 2).Опыты проводят при напряжении в следующей последовательности:

-устанавливают в зазор прокладку определенной толщины (от 2 до 12 мм).

-включают S1 и устанавливают по вольтметру PV напряжение.

-включают S2, якорь притягивается, измеряют .

-выключают S2, устанавливают другую прокладку и опыт повторяется. Результаты измерений записывают в таблицу 1.

В конце исследований измеряют сопротивление катушки постоянному току с помощью линейного моста Уитстона.

Таблица 1

6. Обработка экспериментальных данных.

6.1 По значениям рассчитать зависимость и занести в табл.1 6.2 Построить кривые .

6.3 На основании полученных данных сделать выводы и оформить отчет

15

7.Контрольные вопросы.

7.1В чем разница между “активным сопротивлением” и “сопротивлением постоянному току”? Как можно измерить то и другое?

7.2Чем определяется время срабатывания контактора?

7.3Почему время срабатывания контактора переменного тока меньше, чем постоянного?

7.4Чем определяется индуктивность катушки и почему?

7.5С какой целью устанавливаются короткозамкнутые витки в контакторе? В чем суть их действия и проявления?

7.6Объясните физический смысл зависимости

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Требования к оформлению отчета.

Отчет выполняют на стандартном бланке. При необходимости могут добавляться вкладыши из листов формата А4 (210x297 мм), текст, формулы и таблицы на которых могут располагаться на обеих сторонах этих листов. Страницы отчета должны быть пронумерованы.

На титульном листе отчета приводят схему установки с обозначениями согласно ГОСТ 2.701-76, а геометрические размеры исследуемых объектов могут быть приведены по мере надобности, начиная со с. 2 отчета.

Отчет должен включать:

-краткое содержание работы;

-основные расчетные формулы;

-таблицы с экспериментальными и расчетными величинами;

-один из вариантов расчета (подробно);

-необходимые графики;

-выводы по работе.

Текст отчета выполняют чернилами или шариковой ручкой, а схемы, графический материал и надписи к графикам должны быть выполнены карандашом. Графики изображают на листах миллиметровой бумаги согласно ГОСТ 2319-81.

Для каждого опыта указывают его название и дают необходимые пояснения к его проведению.

Данные опыта и результаты их обработки представляют в виде таблиц и графиков. Каждый график нумеруют и делают на него ссылку в соответствующем месте текста отчета. Для каждого опыта указывают необходимые расчетные формулы. Результаты сопоставления расчета с экспериментом представляют в табличной и графической форме.

Отчет заканчивают анализом полученных результатов и написанием основных выводов по выполненной работе.

1. Требования к оформлению графиков.

Графики выполняют на миллиметровой бумаге размером . 210 х 297 мм (допускается формат 200 х 300)

Кривые на графиках выполняют карандашом, при этом должны быть проставлены все опытные точки. Проставление точек на расчетных кривых не рекомендуется.

Кривую на графиках проводят как среднюю линию по отношению к имеющимся опытным точкам, подчиняющимся общей закономерности.

При наличии двух и более кривых на одном графике кривые нумеруют, и для каждой из них опытные точки представляют в виде кружков, крестиков и т. д.

Кривая (кривые) должна занимать большую часть поля графика, что может быть обеспечено соответствующим выбором стандартного масштаба шкал по координатным осям графика. Рекомендуется в единице длины шкалы откладывать (1; 2; 5) (n - целое число) рассматриваемой величины.

На графике размещают только одну систему осей координат. Возможно

16

использование параллельных осей, но они должны иметь одинаковую длину и равномерные шкалы.

В начале координатных осей проставляют отметку “0”, а цифровые отметки на шкалах должны следовать друг за другом не реже, чем через 20 мм. В конце осей после цифровой отметки ставят размерность величины и ее условное обозначение.

2. Правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.

К лабораторным работам студенты допускаются только после прохождения инструктажа по правилам техники безопасности и оформления инструктажа в журнале по технике безопасности. Обязательным условием допуска является и знание студентами схемы установки и методики проведения данной лабораторной работы.

Ответственность за допуск студента к работе несет преподаватель, проводящий

занятия.

Все указания преподавателя в процессе лабораторной работе должны строго выполняться каждым студентом.

Сборка, переборка или разборка схемы могут производиться только при выключенном напряжении на щите питания лаборатории.

Перед включением установки схема должна быть обязательно проверена преподавателем или лаборантом. При этом особое внимание уделяется положению, в котором установлены регуляторы напряжения и цепи трансформаторов тока. Во всех случаях выходное напряжение регуляторов должно быть минимальным, а цепи трансформаторов тока - обязательно замкнутыми.

Категорически запрещается производить какие-либо изменения в электрических цепях под напряжением.

Включение установки и необходимые изменения могут производиться только с разрешения преподавателя.

Вслучае любой аварии на рабочем, месте студент должен немедленно обесточить установку с помощью выключателя на рабочем месте и известить о выполненной операции преподавателя.

После окончания работы установка отключается студентом при помощи выключателя на рабочем месте и на местном щите питания лаборатории преподавателем, проводящем занятие. Затем схему разбирают, начиная с соединительных проводов, подключенных к выключателю на рабочем месте.

Запрещается:

прикасаться к неизолированным элементам электрической цепи при включенной установке;

оставлять без наблюдения находящуюся под напряжением установку;

прикасаться к элементам электрической цепи, деталям исследуемых объектов на других установках, не имеющих отношения к данной конкретной работе, которую студент выполняет согласно расписанию.

Вслучае нарушения инструкции по технике безопасности каждый студент может быть отстранен от выполнения лабораторной работы.

Литература:

1.Епифанов А.П., Епифанов Г.А. Электрические машины. Лань, 2017, СПб: - 300 с.

2.Курбатов П.А. Основы теории электрических аппаратов. Лань, 2015: - 592с.

3.Иванов И.И., Соловьев Г.И., Фролов В.Е… Электротехника и основы электроники.

Лань 2016, СПб: - 736 с.

4.Епифанов А.П. Электрические машины. Лань, 2006, СПб: - 292 с.

17