Вторая схема |
моста (см. |
рис. ѴІІІ-11) |
используется при |
высоких частотах |
(до |
1 Мгц) |
и называется схемой с |
резонан |
сом напряжений. |
|
|
|
|
|
Условием равновесия моста является выражение |
|
RrR3=R2 |
( R, |
:•>'-, |
—L- |
|
|
|
|
|
R |
1 |
Отсюда определяем искомые R x=Rs |
— - и Ьл.~ |
. |
|
|
|
|
R2 |
<*>2Сн |
По этим величинам рассчитываем интересующие нас магнит ные величины.
Р и с . VIII-10 |
Р и с . ѴПІ-11 |
Погрешность мостов переменного тока для магнитных из |
мерений обусловлена |
несовершенством элементов плеч моста |
и наличием емкостных и индуктивных связей между ними. По
грешность мостов при измерении L x равняется |
1—2%, при из |
мерении |
Rx—5%. |
для измерения • |
Мостовые схемы могут быть использованы |
не только |
в области слабых магнитных полей, но и при зна |
чительных индукциях. |
|
Если измерения проводятся при синусоидальной индукции, то в кривой напряженности магнитного поля появляются выс шие гармоники, вносящие дополнительные погрешности. Урав
новешивание моста при этом производится по первой |
гармо |
нике, на которую должен быть настроен нулевой прибор |
моста. |
То же имеет место при синусоидальной форме кривой |
напря |
женности магнитного поля (намагничивающего тока) |
и неси |
нусоидальности кривой индукции. |
|
§ 5. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е ПОТЕРЬ НА ГИСТЕРЕЗИС И ВИХРЕВЫЕ ТОКИ
Определение потерь в стали производится наиболее часто ваттметровым методом, который был предложен русским элек тротехником М. О. Доливо-Добровольским. Этот метод в на стоящее время является стандартным при определении потерь в листовой электротехнической стали при частоте 50 гц.
Для определения суммарных потерь используется аппарат Эпштейна (рис. VJII-12). Аппарат состоит из двух катушек: намагничивающей, с числом витков wH, и измерительной, с числом витков о>„. Обе катушки надеты одна на другую и раз биты на четыре части, внутрь каждой из которых закладывает ся пакет из исследуемого ферромагнитного материала. Пакеты соединяются впритык, чтобы в местах соединения не было воздушных зазоров.
Рис. ѴІІІ-12
Намагничивающая обмотка wa питается от источника пе ременного напряжения, частота которого может быть изменена от 20 до 60 гц. В цепь катушки включаются амперметр, обмот ка тока ваттметра и частотомер. Обмотки напряжения ватт метра и вольтметра подсоединяются к зажимам измерительной
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обмотки іѵя. |
Обмотка |
да„ |
может |
рассматриваться как |
пер |
вичная обмотка |
трансформатора, |
а обмотка |
w„ —как |
вторич |
ная. Если по |
цепи |
намагничивающей |
обмотки |
wn |
пропу |
стить ток, то в обмотке w„, |
как во вторичной обмотке транс |
форматора, будет |
наводиться э. д. с. Е2, |
действующее |
значение |
которой покажет |
вольтметр |
электромагнитной системы |
(U — |
=Е2, если |
сопротивление |
этой |
обмотки |
w„ |
значительно |
меньше сопротивления вольтметра). Ваттметр при этом по кажет приведенную ко вторичной обмотке wK мощность Рхѵ, которая будет равна сумме мощностей:
1 ) потерь в стали, Рс = Рт -+- Рв;
2) |
теряемой |
в вольтметре, Рѵ |
——; |
|
|
|
|
|
|
|
Rv |
|
U2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
теряемой |
в обмотке |
напряжения ваттметра, Pvw— |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Rvw |
Потерями в обмотке |
wH можно пренебречь из-за их отно |
сительно малой |
величины. |
|
|
|
|
|
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рw' |
|
— Р с 4 |
" РV ~ |
Ь РVW |
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ Ѵ |
- ^ = |
Рс |
+ £/2 |
(-1- |
+ |
. |
(ѴІІІ-22) |
w
Здесь —-—коэффициент трансформации для перевода мощ-
ности ваттметра к первичной обмотке w„. Обычно в приборах Эпштейна берется wH—wH. Отсюда потери в стали
P, = P |
w ~ |
- ^ l |
- ^ - |
+ - 7 Г - ) |
• |
(ѴШ-23) |
|
|
|
V Rv |
Pvw |
! |
|
Потери в стали |
Рс |
равны |
сумме потерь на гистерезис, Рг, |
и на вихревые токи, |
Рв. |
Отдельно |
измерить |
Р г и Рв |
нельзя, |
поэтому измеряют их сумму, а затем разделяют их, используя различную зависимость этих потерь от частоты.
Мощность потерь на |
гистерезис определяется |
формулой |
PT |
= KfBl*t |
(ѴІІІ-24) |
где К—коэффициент пропорциональности; /—частота напряжения, гц;
Вт —максимальное значение магнитной индукции, гл. Мощность потерь на вихревые токи выражается формулой
|
Рв=К'/гВ%, |
(ѴІІІ-25) |
где К'—коэффициент |
пропорциональности. |
|
Из этих выражений |
видно, что величина мощности РГ за |
висит от частоты в первой степени, а мощность |
Рв — от часто |
ты во второй степени. |
|
|
Чтобы подразделить величину суммарных потерь Рс на по тери на гистерезис Рг и потери на вихревые токи Рв, посту пают следующим образом. Устанавливают определенную ча стоту f, затем величину напряжения U, соответствующую за-
данному |
значению |
максимальной |
индукции |
в сердечнике |
Вп |
Величина |
Вт |
связана с U зависимостью |
|
|
|
|
Вт |
= |
, тл, |
|
|
если принять, |
что |
U=E2. Здесь |
S—сечение |
магнитопровода, |
набранного из исследуемого материала. |
|
|
Так как по стандарту «опыт производится при синусоидаль |
ной форме кривой |
вторичной э. д. с. Е2, то применяется коэф |
фициент формы кривой, равный 1,11. |
|
Вm |
При заданной и неизменной во время опыта величине |
зависимость Рс в |
соответствии |
с формулами (ѴІІІ-24) |
и |
(ѴІІІ-25) |
может быть выражена |
уравнением |
|
|
Для требуемого значения Вт опыт проводится при двух ча стотах, /і и /г( в пределах от 20 до 60 гц). По приведенной вы ше формуле (VIII-23) определяются потери в стали Рс' и Р".
Решая два уравнения
|
|
|
P c " = a / 2 |
+ |
ß / 2 3 , |
|
|
|
|
определяют |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
' |
f2 |
_ |
р " |
f1 |
|
|
|
|
|
|
* = |
^ |
J |
i |
|
|
1л_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ 2 - / 1 |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
н = |
рс" |
|
— |
~рс' |
|
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
ù |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/2 |
|
- / 1 |
|
|
|
|
|
Затем находят потери в исследуемом |
ферромагнитном |
ма |
териале для частоты / = 5 0 |
гц: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Я г = |
а / = а-50 |
вт |
и |
Р в - : р / 2 - |
р-2500 |
вт. |
|
|
(Разделение |
потерь Рс |
На потери |
на |
гистерезис |
и потери |
на |
вихревые |
токи может |
быть выполнено и графическим |
мето |
дом) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рс, |
Аналогичным путем |
производится |
определение потерь |
РГ и Рв |
для других значений |
Вт. |
По стандарту |
определение |
потерь выполняется для значений |
Вт, |
равных 1,0; 1,5; 1,7 гл. |
Ваттметровый метод |
разрешает |
определять |
потери |
с по |
грешностью |
± ( 1—2) % • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛИТЕРАТУРА
Ос н о в н а я
1. Электрические измерения. Под ред. А. В. Фремке. ГЭИ, 1963.
2.Курс электрических измерений. Т. 1 и 2. Под ред. В. Т. Прыткова и
А.В. Талицкого. ГЭИ, 1960.
3. |
А р у т ю н о в |
В. О. Электрические |
измерительные приборы |
и |
измере |
ния. ГЭИ, 1958. |
|
|
|
|
|
|
|
4. |
К а с а т к и н А. С. Электрические |
измерения. ГЭИ, 1946. |
|
|
|
|
|
Д о п о л н и т е л ь н а я |
|
|
1. Б у т у с о в |
И. В. Автоматические |
контрольно-измерительные |
и ре |
гулирующие приборы. ГНТИ |
нефтяной и горно-топливной литературы, 1958. |
2. |
Ч е р н ы ш е в |
Е. Т., |
Ч е р н ы ш е в а Н. |
Г., Ч е ч у р и н а |
Е. |
Н. Маг |
нитные измерения |
на постоянном и переменном |
токе. «Стандартгиз», |
1962. |
3. |
К а р а н д е е в |
К. Б. Специальные |
методы электрических |
измерений. |
ГЭИ, |
1963. |
|
|
|
|
|
|
|
4.К у л и к о в с к и й Л. Ф. Автоматические информационно-измеритель ные приборы. «Энергия», 1966.
5.Энциклопедия измерений, контроля, автоматизации. Вып. 1, ГЭИ,
1962; вып. 2, «Энергия», 1964.
6. Справочник «Приборостроение и средства автоматики». T. I I , 1963— 1965.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стр. |
Г л а в а V I I . Методы измерения электрических |
величин |
|
|
|
§ |
1. Измерение |
сопротивлений на постоянном токе |
|
259 |
§ |
2. Измерение |
активного и |
реактивного |
сопротиалений |
|
|
|
методами |
амперметра, |
вольтметра |
и ваттметра |
266 |
§ 3. |
Измерение |
мощности и энергии постоянного и пере |
|
|
|
менного |
тока |
|
|
|
|
|
|
|
269 |
Г л а в а V I I I . Измерение |
магнитных |
величин |
и определение |
характе |
|
|
ристик ферромагнитных |
материалов |
|
|
|
|
|
§ I . Измерение |
магнитчого |
потока, |
постоянного |
во вре |
|
|
|
мени |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
290 |
|
§ |
2. |
Измерение |
магнитного потока, |
переменного |
во |
вре |
|
|
|
мени |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2V7 |
|
§ 3. Определение характеристик |
ферромагнитных |
мате |
|
|
|
риалов |
в |
постоянном |
магнитном |
поле . |
. . 299 |
§ |
4. |
Определение характеристик |
ферромагнитных |
мате |
|
|
|
риалов в переменном магнитном поле |
. . . . |
. . |
304 |
§ |
5. |
Определение потерь |
на гистерезис |
и |
вихревые |
токи |
311 |
Московский горный институт
Михаил Александрович БЫКОВ, Екатерина Михайловна ЛЕБЕДЕВА, Тамара Борисовна Л И ПЕРОВСКАЯ
Э Л Е К Т Р И Ч Е С К И Е И З М Е Р Е Н И Я ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ В Е Л И Ч И Н
|
Учебное |
пособие |
|
Л 112319 14/ХІІ 1972 г. |
|
Заказ |
255. Тираж 1500 |
Объем 19,75 п. л. |
Бумага |
60/92/16. |
Цена 90 коп. |
Типография Московского ордена Трудового Красного Знамени горного института.
