Порядок выполнения расчетной части лабораторной работы

2.4.2.1. Изучить методику расчета удельных потерь, суть которой состоит в следующем.

Удельные потери, определяются по величине площади петли гистерезиса по формуле [3]

.

Приближенная зависимость определяется интерполированием экспериментальных данных методом наименьших квадратов. Верхняя и нижняя петли гистерезиса могут быть аппроксимированы полиномом четвертой степени

Так как ни одна из найденных точек не удовлетворяет уравнению , то можно получить для n точек следующую систему:

где , , … называются невязками.

Отклонение аппроксимирующей функции от экспериментальной зависимости характеризуется суммой квадратов невязок. Согласно принципу наименьших квадратов, наилучшие значения коэфицентов … будут те, для которых сумма квадратов невязок будет наименьшей.

j₁( … ).

Поэтому функция j₁ должна иметь минимум

. (2.5)

Используя (2.5), приходим к системе независимых нормальных уравнений

;

;

;

;

. (2.6)

Обозначим:

. (2.7)

С учетом (2.7) система уравнений (2.6) принимает вид:

;

;

;

. (2.8)

2.4.2.2. Взять из таблицы 2.2 текущие значения и и рассчитать в математической системе MathCAD промежуточные коэффициенты для верхней и нижней петель гистерезиса.

2.4.2.3. Сформировать матрицы значений.

Для верхней ветви:

;

.

 

Для нижней ветви:

;

.

 

Используя функцию Isolve (M 1, M 2) определить неизвестные коэффициенты для верхней и нижней ветвей петли гистерезиса.

Составить уравнения для верхней и нижней ветвей петли гистерезиса

.

В системе MathCAD вычислить удельные потери для нижней, средней и верхней частот по следующей формуле

,

где — коэффициент, зависящей от массы магнитопровода; — частота перемагничивания магнитопровода; D — плотность материала магнитопровода (выбирается из справочника [4]); — значение напряженности магнитного поля в точке №14; — значение напряженности магнитного поля в точке №1 (с целью удобства вычисления потерь принимается равной нулю).

Результаты вычисления удельных потерь для трех материалов представить в виде таблицы 2.3.

 

Таблица 2.3 — Результаты определения удельных потерь

Частота перемагничивания магнитопровода	Удельные потери магнитопровода, Р, Дж/м3
Электротехническая сталь	Пермаллой	Феррит

Порядок оформления отчета

2.5.1. Оформить титульный лист по установленному образцу.

2.5.2. Сформулировать цель работы.

2.5.3.Кратко изложить результаты теоретического анализа,касающегося влияния химического состава, вида термообработки на магнитные, электрические и механические свойства магнитных материалов.

2.5.4. Изобразить принципиальную схему лабораторного макета и описать назначение входящих в него приборов.

2.5.5. Кратко описать методику измерений и расчетов потерь в исследуемых образцах.

2.5.6. Привести результаты расчетов в виде таблиц и графиков.

2.5.7.Сформулировать выводы по результатам выполнения работы.

Содержание выводов

2.6.1. Анализ результатов теоретического исследования,касающегося влияния химического состава, вида термообработки на электрические, магнитные, механические свойства и на потери в магнитных материалах.

2.6.2. Анализ результатов экспериментального исследования, в котором должна быть отражена взаимосвязь между химическим составом, видом термообработки исследуемых образцов, их электрическими, магнитными, механическими свойствами и потерями.

2.6.3. Анализ вариантов наиболее целесообразного применения исследуемых магнитных материалов в электрорадиотехнике.

Контрольные вопросы

Вопросы для подготовки к выполнению лабораторной

Работы

2.7.1.1. Какие основные статические параметры характеризуют ферромагнитные материалы?

2.7.1.2. Чем вызывается отличия динамических характеристик ферромагнитных материалов от статических?

2.7.1.3. Какие основные динамические параметры характеризуют ферромагнитные материалы?

2.7.1.4. Как получить симметричные и предельные циклы гистерезиса?

2.7.1.5. Почему образцы при испытании имеют замкнутую форму?

2.7.1.6. Как определить напряженность магнитного поля в образце?

2.7.1.7. Каковы основные функциональные блоки измерительной установки?

2.7.1.8. Какие сплавы называются пермаллоями и в чем особенности их свойств?

2.7.1.9. Какие стали являются электротехническими?

2.7.1.10. Что такое ферриты?

2.7.1.11. Какие существуют методы уменьшения величины потерь в магнитных материалах?

Вопросы для подготовки к защите лабораторной работы

2.7.2.1. Как производилась градуировка вертикальной и горизонтальной осей на сетке осциллографа?

2.7.2.2. Как изменялась ширина петли гистерезиса исследуемых образцов в зависимости от частоты генератора?

2.7.2.3. Как изменились ширина петли гистерезиса и потери в образце феррита при перестройке генератора с нижней частоты на верхнюю?

2.7.2.4. Какой из исследуемых материалов имеет максимальную площадь петли гистерезиса на максимальной частоте генератора?

2.7.2.5. Как изменились ширина петли гистерезиса и потери в образце электротехнической стали при перестройке генератора с нижней частоты на верхнюю?

2.7.2.6. Какие выводы по применению электротехнической стали можно сделать после анализа результатов эксперимента?

 

 

Лабораторная работа №3