Садржај

2. ПОСМАТРАЊЕ КРИВЕ ХИСТЕРЕЗИСНОГ ЦИКЛУСА И ИЗРАДА КРИВЕ МАГНЕЋЕЊА МАГНЕТНОГ КОЛА 1

2.1 ТЕОРИЈСКИ ДЕО 1

2.2 СИМУЛАЦИНА ВЕЖБА 2

2.3 ЛАБОРАТОРИЈСКА ВЕЖБА 4

Задатак вежбе 4

Примењена метода и опис вежбе 4

Баждарење осцилоскопа 5

Спецификација опреме и прибора за вежбу 5

Електрична шема 6

Поступак извођења вежбе 7

Резултати мерења 7

 

2.    ПОСМАТРАЊЕ КРИВЕ ХИСТЕРЕЗИСНОГ ЦИКЛУСА И ИЗРАДА КРИВЕ МАГНЕЋЕЊА МАГНЕТНОГ КОЛА

 

2.1            ТЕОРИЈСКИ ДЕО

 

За један феромагнетни материјал значајно познавати његову криву магнећења. Важно је знати да крива магнећења није једнозначно одређена, већ зависи од тога да ли је феромагнетни материјал пре тога био намагнетисан или не тј. потребно је познавати хистерезисну петљу (хистерезис закашњавање) која се добија ако се магнетно коло побуђује наизменичном струјом. У зависности од облика ове петље феромагнетни материјали се деле на тврде и меке.

Уска хистерезисна петља, са малом коерцитивном силом, карактерише магнетно меке материјале. Употребљава се за језгра електромагнета, трансформатора и магнетних кола електричних машина. Такви материјали су често гвожђе, трансформаторски и динамо лимови (легуре гвожђа и силицијума), пермалој (легура гвожђа и никла) и др.

Магнетни материјали са широком и стрмом хистерезисном петљом представљају магнетно тврде материјале. Они се одликују великом коерцитивном силом и великом реманентном индукцијом, услед чега су погодни за израду сталних магнета. Такви материјали су челици легирани хромом, волфрамом или кобалтом. У последње време доста се користе челици легирани никлом и алуминијумом алнико магнети, тврди ферити и легуре кобалта са самаријумом ().

 

 

Слика 2.1: Аплет - histerezisna petlja mekih i tvrdih feromagnetnih materijala.swf

 

2.2            СИМУЛАЦИНА ВЕЖБА

 

Опис ВИ-а

 

Инструмент се састоји oд два дела, први део исцртава BH карактеристику магнетног кола на основу података који се налазе у текстуалном фајлу, а други део исцртава BH карактеристику на основу података које корисник подешава преко numeric kontrola. Оба дела инструмента симилирају карактеристику магнећења на основу напона и струје магнећења. Подаци који се налазе у текстуалном фајлу су подаци који су снимљени у огледу за снимање хистерезиса. Уз одређену преправку овог инструмента (блок дијаграма) снимање хистеразиса је могуће директно доводећи сигнале са реалног кола.

Други део инструмента симулира BH криву на основу следећих параметара кола које корисник инструмента бира а то су:

1.      за магнетно коло: број навојака примара и секундара (),

2.      дужина магнетног кола,

3.      површина попречног пресека,

4.      маса магнетног кола,

5.      фактор испуне гвожђа,

6.      параметри напона: амплитуда, фреквенција, присуство једносмерне компоненте, проценат постојања трећег и петог хармоника и њихов фазни став

7.      параметри струје магнећења: амплитуда, присуство једносмерне компоненте, проценат постојања трећег и петог хармоника и њихов фазни став

За праћење промена користе се: дијаграм напона, дијаграм струје магнећења, дијаграм магнетног флукса и дијаграм B=f(H). Поред дијаграма дају се и вредности са графика B=f(H) а то су: Максимална вредност магнетне индукције , максимална јачина магнетног поља , реманентна индукција , вредност коерцитивног поља , укупни губици у магнетном колу и специфични губици снаге. Ови подаци се исписују у numeric indikatorima.

 

 

Слика 2.2: Предњи панел програма BH.vi

 

 

 

Слика 2.3: Аплет - cyclehys.html

 

2.3            ЛАБОРАТОРИЈСКА ВЕЖБА

 

Задатак вежбе:

 

а) Пресликати на милиметарски папир хистерезисну петљу која се добија при напону 250V.

б) Нацртати основну криву магнећења снимањем положаја повратних тачака хистерезисног циклуса за напоне 220V, 200V, 150V, 100V и 50V. Помоћу хистерезисне петље за 250V конструисати очекивани облик струје магнећења.

в) Уочити шта се дешава са хистерезисном петљом када се у коло дода извор једносмерног напона Е (исто урадити када се промени поларитет Е).

г) Знајући коефицијенте и . скицирати криву магнећења B [T]=f(H [A/m])

Параметри магнетног кола:

-                    број намотаја примара

-          број намотаја секундара

-          дужина једног намотаја

-          средња дужина магнетног кола

-          попречни пресек MK

Параметри електричног кола: , ,

 

 

Примењена метода и опис вежбе:

 

Да би се на екрану осцилоскопа добила хистерезисна петља потребно је на управљачке електроде катодних цеви осцилоскопа довести напоне са отпорника (на x електроду) и напон са кондензатора (на y електроду) као на електричној шеми са слике 2.4.

Напон који је доведен са отпорника на хоризонталну осу осцилоскопа (x) сразмеран је са јачином поља магнетног кола:

 

 

Напон са кондезатора се доводи на вертикалну осу осцилоскопа (y). Ако се елементи кола изаберу тако да је добија се да је напон на кондезатору сразмеран са вредношћу магнетне индукције у магнетном колу:

 

Баждарење осцилоскопа:

Довести да напон на отпорнику буде 1V а напон на кондезатору С 0,9V. Затим се ти исти напони доводе на X и Y осу осцилоскопа, респективно (имати у виду да се на осцилоскопу очитавају максималне вредности).

Преклопнике за размеру поставити на 0,5 V/cm, а помоћу потенциометара за подешавање амплитуде сигнала, подесити да се на осцилоскопу могу директно очитавати максималне вредности напона.

На овај начин је извршено баждарење осцилоскопа у односу на задате напоне.

 

Спецификација опреме и прибора за вежбу:

 

 

Осцилоскоп:

тип

произвођач

 

 

 

 

 

Tрансформатор:

произвођач

снага

номинални примарни напон

номинални секундарни напон

номинална примарна струја

номинална секундарна струја

 

Волтметар:

произвођач

врста

класа тачности

мерни опсег

унутрашња отпорност

 

Амперметар:

произвођач

врста

класа тачности

мерни опсег

унутрашња отпорност

 

 

Декадна кутија отпора:

произвођач

максимална струја по секцијама

Ω

0,1

1

10

100

1000

 

 

 

 

 

Кондезатор:

произвођач

врста

капацитет

mаксиmални напон

 

 

 

Аутотрансформатор:

произвођач

врста

напонски опсег

mаксиmална струја

 

Електрична шема:

 

Слика 2.4: Електрична шема

 

Поступак извођења вежбе:

 

1.      нацртати шему везе,

2.      повезати елементе електричног кола према шеми,

3.      преконтролисати везе и позвати асистента ради контроле,

4.      ставити елементе кола под напон (у присуству асистента),

5.      снимање хистерезисне петље обавити при напону од 250V,

6.      не мењајући опсег преклопника и атенуатора снимити места повратних тачака (врхова хистерезисних петљи) и за остале наведене напоне и у истој размери нацртати их на милиметарском папиту ради добијања основне криве магнећења.

7.      пратити промену хистерезисне петље када се у коло примара додаје извор једносмерног напона различитих вредности.

8.      резултате мерења унети у програм хистерезисна петља.хls који ће их аутоматски обрадити.

 

Резултати мерења:

 

1.

 

2

2,5

3,5

5,5

10

20

5,5

0

-1,5

-2

0

5

10

14

18

23

17

11

5

0

 

 

 

 

Kh=

146

 

Kb=

0,886

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X [cm]

2

2,5

3,5

5,5

10

20

5,5

0

-1,5

-2

Y1 [mm]

0

5

10

14

18

23

17

11

5

0

Uxx [V]

0,1

0,125

0,175

0,275

0,5

1

0,275

0

-0,075

-0,1

Uyy [V]

0

0,25

0,5

0,7

0,9

1,15

0,85

0,55

0,25

0

H [A/m]

14,6

18,25

25,55

40,15

73

146

40,15

0

-10,95

-14,6

B [T]

0

0,2215

0,443

0,6202

0,7974

1,0189

0,7531

0,4873

0,2215

0

 

 

 

14

10

5

2,5

1

20

18

14

10

5

 

Xm (cm)

14

10

5

2,5

1

0

Ym (cm])

20

18

14

10

5

0

Uxx [V]

0,7

0,5

0,25

0,125

0,05

0

Uyy [V]

1

0,9

0,7

0,5

0,25

0

H [A/m]

102,2

73

36,5

18,25

7,3

0

B [T]

0,886

0,7974

0,6202

0,443

0,2215

0