Расчет режимов в катушке со стальным сердечником

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Марта 2013 в 08:25, курсовая работа

Описание работы

Рассчитать и построить вебер-амперную характеристику катушки со стальным сердечником, без учёта потока рассеивания.
Построить Ф(i) при отсутствии воздушного зазора в сердечнике, при изменении В от 0 до 0,14 Тл.
Построить Ф(i) при наличии воздушного зазора в сердечнике, при изменении В в тех же пределах.
Построить u(t), Ф(t), i(t), на продолжении одного периода для катушки со сталью без потерь, при u(t)=Umcos(wt).

Скачать архив (343.55 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

мохов.doc

— 583.00 Кб (Скачать файл)

  Часть 3. Расчет режимов в катушке со стальным сердечником.

Задание:

    1. Рассчитать и построить вебер-амперную характеристику катушки со стальным сердечником, без учёта потока рассеивания.
    1. Построить Ф(i) при отсутствии воздушного зазора в сердечнике, при изменении В от 0 до 0,14 Тл.
    1. Построить Ф(i) при наличии воздушного зазора в сердечнике, при изменении В в тех же пределах.
    1. Построить u(t), Ф(t), i(t), на продолжении одного периода для катушки со сталью без потерь, при u(t)=Umcos(wt).
    1. Построить эти характеристики для идеальной катушки со сталью без зазора при действующем значении U=U0
    1. Построить эти характеристики для идеальной катушки со сталью без зазора при действующем значении U=0.5U0
    2. Построить эти характеристики для идеальной катушки со сталью c зазора при действующем значении U=U0
    3. Построить эти характеристики для идеальной катушки со сталью c зазора при действующем значении U=0.5U0.
    1. Без учёта активного сопротивления обмотки и потока рассеивания P0(Bm) и Q0(Bm) построить зависимости I(U) и j(U) для эквивалентных синусоид, если U=(0.5¸1)U0.
    2. Задавшись UФ=0,9U0, UФ=0,2U0, с учётом сопротивления обмотки найти для каждого из указанных режимов.
    3. Построить диаграмму токов и напряжений для обоих режимов п.3,4.

 

 Исходные данные:

Схема:

 


Дано:

Магнитопровод прямоугольного сечения  из стали 1211 и характеристика В(Н).

Нm,А/см

0

0,2

0,4

1

1,4

1,8

2,4

4

6

8

10

12

14

18

Вm, Тл

0

0,03

0,11

0,53

0,73

0,90

1,10

1,23

1,32

1,38

1,42

1,45

1,48

1,54


 

Нm,А/см

22

24

40

80

120

Вm, Тл

1,57

1,59

1,64

1,75

1,83


 

Для задания 3,3

Bm,Тл.

0

0,5

0,75

0,88

1

1,1

1,2

1,3

1,35

1,4

Р0,Вт/кг

0

0,44

0,66

0,92

1,2

1,46

1,75

2,1

2,28

2,44

Q0,Вар/кг

0

1,6

2,4

3,3

4,6

6,7

10

16

20

25,8


 

Перепишем исходные данные с учётом того, что N=10:

 

Используя кривую намагничивания для стали 1211 найдём W. В режиме насыщения задавшись

 H=40 А/см. и по графику В=1,64 Тл.

  Амплитудное значение магнитного  потока:

 

3,1 Расчёт и построение вебер-амперной  характеристики катушки со стальным сердечником, без учёта потока рассеивания.

3,1,а Построение Ф(i) при отсутствии воздушного зазора в сердечнике, при изменении В от 0 до 1,7 Тл.

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема замещения:


 

 

 

Подставляя HCT и ВСТ в формулы получим I и Ф. Расчётные данные представлены в таблице:

Нm,А/см

0

0,2

0,4

1

1,4

1,8

2,4

4

6

8

10

Вm, Тл

0

0,03

0,11

0,53

0,73

0,90

1,10

1,23

1,32

1,38

1,42

I, А.

0

0.0316

0.0633

0.1583

0,2216

0,285

0,3799

0,6332

0,95

1,2665

1,5831

Ф, Вб

0

3·10-5

1.1·10-4

5.3·10-4

7.3·10-4

9·10-4

1.1·10-3

1.23·10-3

1.32·10-3

1.38·10-3

1.42·10-3




 

 

Нm,А/см

12

14

18

22

24

40

Вm, Тл

1,45

1,48

1,54

1,57

1,59

1,64

I, А

1,8997

2,2164

2,8496

3,4828

3,7995

6,3325

Ф, Вб

1.42·10-3

1.48·10-3

1.54·10-3

1.57·10-3

1.59·10-3

1.64·10-3


 

График представлен на рис. 1.

 

3,1,б Построение Ф(i) при наличии воздушного зазора в сердечнике, при изменении В от 0 до 1,7 Тл.

 

Схема замещения:


где

 

 

 

 

Подставляя HCT и ВСТ в формулы получим I и Ф. Расчётные данные представлены в таблице:

Нm,А/см

0

0,2

0,4

1

1,4

1,8

2,4

4

6

8

10

Вm, Тл

0

0,03

0,11

0,53

0,73

0,90

1,10

1,23

1,32

1,38

1,42

I, А.

0

0,1324

0,4329

1,9388

2,674

3,3085

4,0754

4,7654

5,3844

5,9026

6,3536

Ф, Вб

0

3·10-5

1.1·10-4

5.3·10-4

7.3·10-4

9·10-4

1.1·10-3

1.23·10-3

1.32·10-3

1.38·10-3

1.42·10-3




 

 

Нm,А/см

12

14

18

22

24

40

Вm, Тл

1,45

1,48

1,54

1,57

1,59

1,64

I, А

6,771

7,1884

8,0232

8,7572

9,141

11,842

Ф, Вб

1.42·10-3

1.48·10-3

1.54·10-3

1.57·10-3

1.59·10-3

1.64·10-3


 

График представлен на рис. 2.

3,2 Построение u(t), Ф(t), i(t), на продолжении одного периода для катушки со сталью без потерь, при u(t)=Umcos(wt).

3,2,а Построить эти характеристики для идеальной катушки со сталью без зазора при действующем значении U=U0

 

Построение на миллиметровке

 

3,2,b Построить эти характеристики для идеальной катушки со сталью без зазора при действующем значении U=0.5U0

 

 

Построение на миллиметровке

.

 

3.2.c. Построить эти характеристики для идеальной катушки со сталью c зазора при действующем значении U=U0

 

 

Построение на миллиметровке

 

 

 

 

 

 

 

3.2.d Построить эти характеристики для идеальной катушки со сталью c зазора при действующем значении U=0.5U0.

 

 

Построение на миллиметровке

3,3 Построение зависимости I(U) и j(U) для эквивалентных синусоид, если U=(0.5¸1)U0.

 

Примем шаг изменения U=0.1U0. Из уравнения выразим Bm: .

 

                                                                                               

                                               


 

По вычисленному Bm находим Р0 и Q0. Подставляя эти значения в формулы найдём РСТ и QСТ , далее IA и IФ, далее I и j.

Расчётные данные приведены в таблице.

 

0,5U0

0,6U0

0,7U0

0,8U0

0,9U0

U0

U,B

110

132

154

176

198

220

Bm, Тл

0.8209

0.9851

1.1493

1.3135

1.4776

1.6418

Р0, Вт/кг

0.8018

1.1652

1.6029

2.1485

2.6885

3.2139

Q0, Вар/кг

2.891

4.4386

8.3263

17.0772

34.8072

53.8524

РСТ, Вт

3.7526

5.4533

7.5017

10.0549

12.5821

15.0409

QСТ, Вар

13.5297

20.7725

38.9671

79,9212

162,8975

252.0292

IA, A

0.0341

0.0413

0.0487

0.0571

0.0635

0.0684

IФ, A

0.123

0.1574

0.253

0.4541

0.8227

1.1456

I, A

0.1276

0.1627

0.2577

0.4577

0.8252

1.1476

j, град

74.4982

75.2904

79.1032

82.8293

85.5833

86.5847


 

См. рис. 3-4.

 

3,4 Нахождение  .

 


 

3,4,a UФ=0,9U0

 

Этому значению Bm соответствует Р0=2,6885 Вт/кг. и Q0=34.8072 Вар/кг.

 

Т.к. ток отстаёт от напряжения на угол меньше, чем 900 , то

 

          Из схемы видно, что:

        

 

            3,4,b UФ=0,2U0

 

Этому значению Bm соответствует Р0=0.2886 Вт/кг. и Q0=1.0495 Вар/кг.

 

 

 

Т.к. ток отстаёт от напряжения на угол меньше, чем 900 , то

 

 

Из схемы видно, что:

 

        

3,5 Построение диаграммы токов  и напряжений для  режимов п.3,4.

 

При UФ=0,9U0 :

 

 

 

 

При UФ=0,2U0 :

 

 

 рис. 1

Без зазора 

 

                                                                                

 

                                                                                        рис. 2

С зазором:                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость I(U):

 

рис 3

Зависимость j(U):

 

рис 4


Информация о работе Расчет режимов в катушке со стальным сердечником