Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II. 2013/14. Grupa. Nr ćwicz.

Transkrypt

1 Laboratoriu Metrologii II. 013/14. olitechika Rzeszowska Katedra Metrologii i Systeów Diagostyczych Laboratoriu Metrologii II OMIARY STRATNOŚCI BLACHY TRANSFORMATOROWE Grupa Nr ćwicz kierowik Data Ocea I. Cel ćwiczeia Cele ćwiczeia jest poiar stratości agetyczej blachy trasforatorowej oraz dokoaie rozdziału strat ocy czyej powstałych a skutek zjawiska histerezy i powodowaych prądai wirowyi w baday ateriale. II. rzebieg ćwiczeia ołączyć układ poiarowy zgodie ze scheate przedstawioy a rysuku 1. Rys. 1. Scheat układu poiarowego do wyzaczaia stratości próbki UWAGA: rzed rozpoczęcie poiarów ależy rozagesować próbkę (ziejszając stopiowo prąd agesujący od dopuszczalej wartości aksyalej do zera) oraz sprawdzić zerowe wskazaie przyrządów aalogowych i cyfrowych. odczas poiarów obserwować ziay kształtu pętli histerezy w fukcji częstotliwości oraz w fukcji ziay idukcji w rdzeiu. 1. Wyzaczaie paraetrów badaej blachy trasforatorowej Dla badaej próbki blachy trasforatorowej obliczyć paraetry próbki: gęstość próbki, efektywą powierzchię przekroju poprzeczego próbki S Fe, efektywą (obliczeiową) asę próbki 0. ćw. 1 / str. 1

2 Laboratoriu Metrologii II. 013/14.. Wyzaczeie stratości próbki dla częstotliwości f oraz idukcji szczytowej B Dla dowolie wybraej szczytowej wartości idukcji B (z zakresu 0, 0,8T) i częstotliwości f (z zakresu 30 70Hz), obliczyć wartość skuteczą apięcia U idukowaego w uzwojeiu poiarowy z przyrządu Epsteia. Obliczeia wykoać w arkuszu Microsoft Excel (plik Epstei.xls w katalogu Metrologia\Ćwiczeie1 a pulpicie). o włączeiu układu i ustawieiu odpowiediej wartości częstotliwości f (wyzaczoej a podstawie poiaru okresu T większa dokładość poiaru), astawić wartość apięcia zasilającego tak, aby woltoierz V wskazywał obliczoą wartość U. Zaotować wskazaie watoierza W. Obliczyć i zapisać: stałą podziałki C p watoierza, oc czyą tracoą w próbce, stratość Fe badaej blachy oraz iepewość graiczą względą Fe oraz bezwzględą Fe poiaru. Sprawdzić, czy przebieg apięcia a kształt siusoidaly. 3. Rozdział strat a histerezę i prądy wirowe Dla wybraej (0, 0,8T) szczytowej wartości idukcji B w próbce i zadaych (30 70Hz) dowolych wartości częstotliwości f obliczyć wartości apięć U idukowaych w uzwojeiu poiarowy z. o astawieiu odpowiediej wartości częstotliwości (poiar okresu T) oraz apięcia U zaotować wskazaie watoierza W. Obliczyć i zapisać: stałą podziałki C p watoierza, oc czyą tracoą w próbce oraz oc czyą przypadającą a jedostkę częstotliwości /f. Korzystając z prograu Aproksyacja.exe (katalog Metrologia\Ćwiczeie1 a pulpicie) służącego do liiowej aproksyacji daych poiarowych za poocą etody ajiejszej suy kwadratów (LSS ag. Least Su of Squares) wyzaczyć wartości: współczyika strat a histerezę k h oraz współczyika strat a prądy wirowe k e dla charakterystyki /f = f(f). Dla dowolej częstotliwości f, stosując iterpolację (w zakresie 30 70Hz) lub ekstrapolację charakterystyki (poza ty zakrese) wyzaczyć: całkowite straty w żelazie, straty h a histerezę i straty e a prądy wirowe. Obliczyć procetowy udział poszczególych strat (K h, K e ). odsuować poiary. IV. rzebieg ćwiczeia Spis przyrządów: E przyrząd Epsteia uzwojeie agesujące uzwojeie poiarowe liczba zwojów z 1 = z = średica przewodu rezystacja uzw. dopuszczaly prąd Badaa próbka blachy trasforatorowej asa całkowita próbki zawartość w próbce długość jedego paska długość średiej drogi agetyczej w próbce = Si = Al = l = l śr = G geerator Typ geerowae przebiegi zakres apięcia zakres częstotliwości ćw. 1 / str.

3 Laboratoriu Metrologii II. 013/14. V woltoierze cyfrowe z przetworikie wartości średiej, wyskalowae w wartościach skuteczych dla przebiegu siusoidalego (k k = 1,11), typ: zakresy poiarowe dokładość zakres częstotliwości rezystacja wejściowa V 3 woltoierz cyfrowy wartości skuteczej, typ: zakresy poiarowe dokładość zakres częstotliwości rezystacja wejściowa R v = A aperoierz elektroagetyczy typ zakres poiaru klasa zakres częstotliwości W watoierz elektrodyaiczy typ zakres apięcia zakres prądu za. wsp. ocy U = I = cos = klasa dokładości za. liczba działek rezyst. cewki apięciowej zakres częstotliwości = R a = OSC oscyloskop typ liczba kaałów czułość odch. pioowego podstawa czasu Hz ierik częstotliwości typ zakresy poiarowe dokładość 1. Wyzaczaie paraetrów badaej blachy trasforatorowej Gęstość próbki: Si[%] 1,7Al[%] Efektywa powierzchia przekroju próbki: S Fe Efektywa (obliczeiowa) asa próbki: 0 4l lśr 4l. Wyzaczeie stratości próbki dla częstotliwości f oraz idukcji szczytowej B B = (0, 0,8)T, f = (30 70)Hz f T B U Fe Fe Fe [ ] [s] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] ćw. 1 / str. 3

4 Laboratoriu Metrologii II. 013/14. Napięcie idukowae po stroie wtórej (poiarowej) aparatu Epsteia ierzoe woltoierze z prostowikie uśrediający (wyskaloway w wartościach skuteczych dla siusoidy): U 4 k k z SFe f B Stała podziałki watoierza: C p U I cos Moc czya tracoa w próbce: C p U 1 R a 1 R v C p U R a Stratość (oc czya przypadająca a jedostkę asy): Fe 0 Względa iepewość graicza wyzaczeia stratości próbki: kl 100 % Fe 0 Niepewość graicza poiaru: Fe Fe 100 Fe Końcowy wyik poiaru stratości próbki: Fe Sprawdzeie kształtu apięcia zasilającego: U U X X 3 p k k 1,11 k k k 100% U U k av Xp 1,11 1,11 czy 1% TAK / NIE k k ćw. 1 / str. 4

5 Laboratoriu Metrologii II. 013/ Rozdział strat a histerezę i prądy wirowe Zadaa szczytowa wartość idukcji (0, 0,8)T, B = f = (30 70)Hz Lp. f T U /f [ ] [s] [ ] [ ] [ ] [ ] Aproksyowae rówaie (Y = A + B X): f k h k e f Współczyiki aproksyacji liiowej: k h k e A B Całkowite straty w żelazie dla częstotliwości f = h e k h f k e f rocetowe straty a histerezę: h k h f K h 100% rocetowe straty a prądy wirowe: e ke f Ke 100% odsuowaie poiarów: Dla wartości szczytowej idukcji B = i częstotliwości f = całkowite straty w żelazie wyoszą = z czego K h = strat całkowitych przypada a histerezę atoiast K e = strat całkowitych przypada a prądy wirowe. ćw. 1 / str. 5

6 Laboratoriu Metrologii II. 013/14. V. Wioski V. ytaia kotrole 1. Wyieić sposoby rozagesowaia próbek ferroagetyków.. odać podstawowe paraetry próbki blachy trasforatorowej. 3. Oówić budowę aparatu Epsteia 5c. 4. Oówić podstawowe zastosowaia poiarowe aparatu Epsteia. 5. odać zasadę wyzaczaia stratości blachy trasforatorowej. 6. Oówić sposób rozdziału strat a histerezę i prądy wirowe. VI. Literatura 1. Chwaleba A, oiński M., Siedlecki A.: Metrologia elektrycza i elektroicza. WNT, Warszawa Dyszyński J.: Metrologia elektrycza i elektroicza. Laboratoriu cz. I, Rzeszów Nałęcz M., Jaworski J.: Mierictwo agetycze, WNT, Warszawa Kuryłowicz J.: Badaia ateriałów agetyczych, WNT, Warszawa olska Nora N-EN :003: Materiały agetycze. Część : Metody poiaru własości agetyczych stalowych blach i taś elektrotechiczych przy użyciu aparatu Epsteia. ćw. 1 / str. 6