Сызықты жәНЕ сызықты емес тізбектердің теориясы «Электр техникасының теориялық негіздері»

1.2 Тапсырма

1.2.2 Трансформаторлардың вольтамперлік сипаттамаларын алып, сызықты және сызықты емес трансформаторлардың веберамперлік сипаттамаларын есептеп салу және де _Σf(i) қосындылық веберамперлік сипаттамасын.

1.2.3 Үш есе күшейту режимі үшін V₁, V₂ аспаптарының көрсетімін тіркеу және осциллограф экранынан әр трансформатордың u₁ = f (ωt) мен u₂ = f (ωt) және қосындылық u_∑ = f (ωt) кернеу қисықтарын салу және де әр трансформатор үшін мен және қосындылық ағын ілінісінің қисықтарын салу.

1.2.4 Веберамперлік сипаттамалар (1.2.2 пункті) және вольтметрдің көрсетімі (1.2.3 пункті) бойынша , , қисықтарын салу және оларды осциллограф экранынан алынған ағын ілінісінің (1.2.3 пункті) қисықтарымен салыстыру.

1.2.5 аспаптың көрсетімін (1.2.1 пункті) 1.2.1 пунктісінен алынған кернеулер шамаларымен салыстыру.

1.2.6 Жұмыс бойынша қорытынды жасау.

1.3.1 1.1 кестенің берілгендері бойынша сызықты және сызықты емес трансформаторлардың екінші реттік кернеуінің өзгеру қисықтарын төмендегі формула бойынша салу

1.1 Кесте

№ н±сќа	В	I А	B	B	В	В	B	B	В	B	B
Тєжірибе өтеу шарттары
I Есеп	202	-	11,5	3,7	68,3	60,2	57,1	10	85,1	60,9	58,3
II Есеп	200	-	69,8	2,6	66,7	59,8	56,8	9,7	83,1	59,3	57
III Есеп	198	-	68,7	1,2	65,6	59,5	56,5	9,7	81	57,6	56
IV Есеп	197	-	67,9	0,4	64,8	59,3	56,4	9,5	80	56,7	55,3
V Есеп	196	-	67,1	0,5	64,1	59,2	56,2	9,4	78,9	55,9	54,7
VI Есеп	195	-	66,1	0,7	62,9	58,8	56,0	9,2	77,9	55,3	53,8

а) сызықты трансформатордың;

б) сызықты емес трансформатордың.
1.3 Сурет  Вольтамперлік сипаттамаларды анықтау үшін арналған сызбалар
1.3.3 Автотрансформатор (Т) сызбасының кірісіндегі кернеуді

I  3,2 А болғандай баяу өзгертіп, амперметр мен вольтметрдің көрсетімдері бойынша сызықты трансформатордың ВАС алу және нәтижелерін 1.2 кестесіндегі графасына еңгізу.

1.4 Сурет  Үш есе күшейткіштің жұмысын сараптау үшін арналған сызба

, А
, В
,Вб
, А
, В
, Вб
+, Вб

Автотрансформатормен кернеуді өзгертіп аспап көрсетімдерін 1.3 кестесінің графасына еңгізу керек.

1.3.5 Вольтамперлік сипаттаманың кернеулерінің мәндерін қолданып келесі формулалар бойынша ағын ілінісін есептеу
,
мұнда = 50 – тораптың жиілігі, Гц;

, - трансформатордың екінші реттік орамасындағы кернеулер;

, , W'₁ , W'₂ – бірінші және екінші реттік орамалардың орамдарының сандары.

+=(i) сипаттамаларын салғанда трансформаторлардың орамалары тізбектей қосылғандықтан ординаталардың қосуын бірдей токтар кезінде орындау керек.

1.3.6 Үш есе күшейткіштің жұмысын сараптау үшін (1.4 сурет) SA1 аустырып қосқышты бірінші реттік ораманың тізбектей және келістіріліп қосылуына сәйкес келетін «Утроитель» қалпына, ал SA 2 ауыстырып қосқышты  қалпына қою керек. Вольметр мен осциллограф трансформатордың тізбектей және қарама – қарсы қосылған екінші реттік орамасына қосылады. Автотрансформатормен Т осциллограф экранындағы үш есе күшейтілген жиілік кернеуінің жартылай толқынды амплитудалары тең болғанша дейін тізбек кірісіндегі кернеуді үлкейту керек. Бұл бірінші гармоникалардың өтеу моменті болып саналады. Аспатардың көрсетімдерін 1.1 кестесінің «Тәжірибе. Өтеу шарттары» графасына еңгізу керек.

Үш есе күшейткіш кірісіндегі кернеуді өзгертпей SA 2 ауыстырып қосқышын тізбектей "" (сызықты трансформатордың екінші реттік орамасы) қалпына және "" (сызықты емес трансформатордың екінші реттік орамасы) қалпына орналастыру керек. "" көрсетімдерін 1.1 кестесіне еңгізу. SA 3 тумблері арқылы осциллографтың жұмыс режимі өзгертіледі. «Напряжение» қалпында осциллограф экранында орамадағы кернеудің түрі тіркеледі. «Потокосцепление» қалпында осциллограф экранында ағын ілінісінің түрі тіркеледі (1.4 суретінде SA 3 тумблері көрсетілмеген ).

1.3.7 , , тәуелділіктерін (тапсырманың 1.2.4 пунктісі) координат өсінен сол жақа қарай салынады, ал оның астында , қисықтары салынады.

1.2 суретінде салынуы көрсетілген.

а) б)

1.5 Сурет  Орамалардың кернеу мен ағын ілінісінің қисықтары

1 Сызықты және сызықты емес трансформаторлардың ВАС салу.

2 Осы трансформаторлардың қайсысын синусоидалы емес тогын алу үшін, синусоидалы кернеуге қосу қажет және неге?

3 Жиілік көбейткіштері қандай принциппен жұмыс істейді?

4 Жиіліктің бірфазалы ферромагниттік үш есе күшейткіштің жұмыс принципін түсіндіру.

5 Неге қосындылық магнит ағыны синусоидалы кіру кернеу кезінде синусоидалы, ал әрбір трансформатордағы магнит ағыны синусоидалы емес?

6 Негізгі жиіліктің толық өтеу моментін қалай анықтауға болады (үш есе күшейту моменті)?

7 Қайда және неге жиілік көбейткіштері қолданылады?

8 Әр түрлі жиілікті екі синусоиданы қалай қосуға болады?

2 Зертханалық жұмыс
Токтар феррорезонансы

Жұмыс мақсаты: конденсатор мен ферромагнитті өзекшесі бар индуктивтіліктің параллель қосылған тізбегіндегі токтар феррорезонансын зерттеу.
2.1 Қысқаша теориялық мәліметтер

Айнымалы токтың сызықты электрлік тізбектерінде индуктивтілік пен сыйымдылықтың кедергілері өзара өтеледі және тізбектің баламалы реактивті кедергісі нөлге тең болады. Бұл жағдайда, реактивті кедергі болса да, ток пен кернеу фаза бойынша сәйкес келеді. Сызықты тізбектердегі бұл құбылысты резонанс деп атайды. R, L, C элементтерінің параллель қосылған тізбегінде реактивтік өткізгіштіктердің тең болуы кезінде токтар резонансы пайда болады. Токтар резонансының шарты немесе .

Болаттан жасалған өзекшесі бар индуктивтілік (сызықты емес индуктивтілік) пен конденсатордан тұратын сызықты емес тізбекті жоғары гармоникалардың болуынан және ток пен кернеудің әсерлік мәндері арасында сызықты емес тәуелділік болғандықтан резонанс құбылысын байқау қиын. Сызықты емес индуктивтілік пен конденсатордың параллель қосылуы кезінде токты баяу өзгерткенде кернеудің негізгі гармоникасының фазасы мен амплитудасының секіріп өзгеруі байқалады. Токты өзгерте отырып сызықты емес индуктивтілік пен конденсатордың волтьамперлік (ВАС) сипаттамалары қиылысқан кезде токтар феррорезонансының режимі пайда болады, яғни - тан дейін (2.2 сурет).

2.1 Сурет 2.2 Сурет

2.3 Сурет

2.3 суретіндегі а нүктесі индуктивтілік пен сыйымдылықтың реактивтілік токтарының тең болуына сәйкес келеді және токтар феррорезонансының нүктесі болып табылады.

Тізбек тәжірибеде кернеу көзінен қоректенсе (энергия көзінің кедергісі тізбек кедергісінен аса кем болады) тізбектің жалпы тогы мен I жұмсалған кернеу U арасында баяу тәуелділік көрінеді (2.4 сурет).

2.4 Сурет

Тізбек ток көзінен қоректенсе (энергия көзінің ішкі кедергісі тұтынушының кедергісінен аса үлкен болады) кейбір моменттерде фазаның «аударылуымен» жалғасатын кернеудің «секіруі» байқалады (2.5 сурет), («секіруге» дейін – ток кернеуден фаза бойынша озады, «секіруден» кейін – ток кернеуден фаза бойынша қалады).

I

Сондықтан, тізбек ток көзінен қоректенгенде b-с бөлігі тізбек жұмысының тұрақты емес облысы болып саналады.