Studiul fortelor electrodinamice la aparatele electrice

Studiul fortelor electrodinamice la aparatele electrice

Scopul lucrarii

Evaluarea solicitarilor mecanice ale aparatelor electrice determinate de fortele electrodinamice (f.e.d.) si  electromagnetice (f.e.m.) prin calcule si experimental, in regimul de functionare normal si de s.c.

Cunoasterea elementelor care determina valoarea solicitarilor si a factorilor de corectie.

Programul lucrarii

Pentru studiul fortelor electrodinamice si electromagnetice se utilizeaza standul experimental prezentat mai jos:

unde: 1 - cadru metalic; 8 - legaturi flexibile;

2 - contragreutate; 9 - bornele de conexiuni;

3 - surub de echilibrare fina; 10 - sistem de reglare a distantei;

4 - dispozitiv de masura; C1C4 - cabluri;

5 - cadru metalic; T2000 - transformator;

6 - nisa dreptunghiulara; ATR50 - autotransformator;

7 - bare din aluminiu; TC1000 - transformator de curent

Studiul fortelor electrodinamice

Se realizeaza in cazul a doua bare de sectiune dreptunchiulara alimentate la bornele I₁ si I₂ ale standului prin intermediul cablurilor de forta C1, C2, C3.

Pentru determinarea fortei electrodinamice ce se dezvolta intre barele de aluminiu se procedeaza astfel:

se detemina dimensiunile geometrice ale barelor;

se verifica corectitudinea realizarii strangerii la nivelul bornelor de conexiune ale circuitului de forta;

cu ajutorul sistemului de pozitionare a barei mobile, prin actionarea corespunzatoare a butoanelor de actionare a motoreductorului MR se regleaza distanta dintre bare la aproximativ 10 mm;

se verifica si se realizeaza pozitia de zero a sistemului de masurare a fortei;

se verifica si se realizeaza pozitia de zero a cursorului autotransformatorului ATR50;

se alimenteaza pupitrul de comanda PC prin separatorul S1, se cupleaza intreruptorul automat Q0 apoi prin apasarea butonului I se alimenteaza circuitul de forta;

prin manevrarea cursorului ATR50 se alimenteaza sistemul de bare cu un curent crescator din 200 in 200 A pana la curentul maxim de 1000 A, iar la fiecare valoare a curentului se citeste si indicatia dispozitivului de masura a fortei dupa ce s-a realizat conditia de 10 mm distanta intre bare;

se deconecteaza alimentarea sistemului de bare prin apasarea butonului de oprire O, dupa care se aduce cursorul ATR50 pe pozitia initiala si se deconecteaza alimentarea generala.

Studiul fortelor electromagnetice

Se realizeaza in cazul unei bare din aluminiu pozitionate intr-o nisa feromagnetica de forma dreptunghiulara. Bara fixa se va alimenta la bornele I₁ si I₃ ale standului prin intermediul cablurilor de forta C1, C2, C4.

Pentru determinarea fortei electromagnetice ce se dezvolta intre bara de aluminiu si nisa se procedeaza astfel:

se detemina dimensiunile geometrice caracteristice ale nisei dreptunghiulare;

cu ajutorul sistemului de pozitionare se regleaza nisa la o distanta indicata de conducatorul lucrarii, prin manevrarea corespunzatoare a contragreutatii 2;

se verifica si se realizeaza pozitia de zero a sistemului de masurare a fortei prin utilizarea surubului de reglaj fin 3;

se verifica si se realizeaza pozitia de zero a cursorului autotransformatorului ATR50;

se alimenteaza pupitrul de comanda PC prin separatorul S1, se cupleaza intreruptorul automat Q0 apoi prin apasarea butonului I se alimenteaza circuitul de forta;

prin manevrarea cursorului ATR50 se alimenteaza bara fixa cu un curent crescator din 200 in 200 A pana la curentul maxim de 1000 A, iar la fiecare valoare a curentului se citeste indicatia dispozitivului de masura a fortei;

se deconecteaza alimentarea sistemului de bare prin apasarea butonului de oprire O, dupa care se aduce cursorul ATR50 pe pozitia initiala si se deconecteaza alimentarea generala.

Deoarece prin trecerea curentului, legaturile fixe ale barei mobile au tendinta sa se rigidizeze, forta masurata rezulta mai mare decat forta calculata. Aceste valori masurate se vor inmulti cu un coeficient de corectie k_c=0,850,90.

Datele experimentale:

Studiul fortelor electrodinamice

Dimensiunile barelor sunt:

B₁ l=1130 mm

h= 50 mm

b= 10 mm

B₂ l=1000 mm

h= 50 mm

b= 10 mm

a= 20 mm - distanta dintre axele barelor

c= 10 mm - distanta dinre bare

μ_o=4π∙10^-7 H/m φ_fD=0,7 φ_c(a/l)=0,98

F=g∙m=9,81∙m

Studiul fortelor electromagnetice

Dimensiunile barelor sunt:

B l=1130 mm

h= 50 mm

b= 10 mm

nisei - l= 800 mm (lungimea nisei)

δ= 65 mm (latimea nisei)

μ_o=4π∙10^-7 H/m

F=g∙m=9,81∙m

Observatii si concluzii:

diferentele dintre valorile determinate experimental si cele determinate teoretic sunt din cauza masurarii mai putin exacte a fortei de greutate, precum si sin cauza aproximarii factorilor de forma φ_fD a functiei de corectie φ_c

neglijand micile diferente se observa ca, curbele F=f(I) determinate experimental si cele determinate teorectic sunt foarte asemanatoare.