Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое кривая намагничивания двигателя

Ферромагнетики обнаруживают свойство, которое по форме аналогично свойству сегнетоэлектриков, а именно гистерезис. Магнитная индукция (или намагниченность) ферромагнетиков не только не линейна относительно напряженности магнитного поля, но и зависит от истории намагничивания.

Допустим, что мы намагничиваем первоначально не намагниченный ферромагнетик, помещая его внутрь намагничивающей катушки. Увеличим напряжённость поля от нуля, до $H_<1 >$(рис.1). Зависимость B(H) определена отрезком О1 кривой О1А и при напряженности поля равной $H_<1 >$ индукция магнитного поля равна $B_<1 >$. Если теперь уменьшать напряженность магнитного поля, то изменение магнитной индукции будет изображено не отрезком О1.

Участок OA на рис. 1 называют основной кривой намагничивания, так как включение поля проводят при B=0, постоянной намагниченности нет. Замкнутая кривая ACDFGKSA — петля гистерезиса. Если уменьшать напряжённость магнитного поля от точки А до нуля, то индукция магнитного поля ферромагнетика уменьшится до индукции в точке C. Такая индукция называется остаточной. В этом состоянии ферромагнетик — постоянный магнит.

Для ликвидации остатков магнитного поля следует приложить обратное поле, напряженность которого равна $H_2$. Такая напряженность называется коэрцитивной силой ферромагнетика.

Аналогично рис.1 получается петля на диаграмме намагниченности J(H). Если при этом максимальное значение напряженности поля таково, что намагниченность достигает насыщения, то получают максимальную петлю гистерезиса. Если такового напряжения поля не достигает, то петлю гистерезиса называют частным циклом. Частных циклов может существовать бесконечно много, и все они лежат внутри максимальной петли.

Готовые работы на аналогичную тему

Гистерезис приводит к тому, что индукция магнитного поля не является однозначной функцией от напряженности. Она существенно зависит от истории намагничивания. Так, в поле с напряженностью $H_1$ индукция может иметь значение в интервале от $B’_1до B^<''>_1 $(рис.1).

Форма петли гистерезиса, остаточная индукция, коэрцитивная сила зависит от вещества ферромагнетика и может существенно изменяться.

Броски тока намагничивания (БТН) трансформатора, признаки их, способы отстройки от них.

Бросок тока намагничивания (БТН) ток в питающей обмотке трансф-ра в первый момент включения трансф-ра под напряжение и при восстановлении напряжения после отключения внешних КЗ, максимальные мгновенные значения которого достигают 6-8-кратных значений амплитуды номинального тока. Ток намагничивания, проходя через реле, может вызвать неправильное срабатывание защиты. Переходный ток намагничивания содержит значительные высшие гармонические (2-ю и 3-ю), а также значительную апериодическую составляющую, в результате чего кривая его мгновенных значений почти полностью смещается от оси времени. Время полного затухания переходного тока намагничивания определяется постоянными времени ветви намагничивания трансф-ра и сети и может достигать нескольких секунд. Однако уже по истечении времени t= 0,3…0,5с его max мгновенные значения становятся меньше амплитуды номинального тока трансф-ра.

Признаки БТН:

1) Однополярность апериодических бросков. Признак однополярности броска – появляется только в первом периоде.

3) Наличие второй гармоники в БТН.

Отстройка защиты от броска тока намагничивания достигается тремя путями:

1) Загрублением защиты по току срабатывания.

2) Включением реле через промежуточные насыщающиеся трансф-ры тока.

3) Выявлением различия между формой кривой тока КЗ и формой кривой тока намагничивания.

Защита трансформаторов от сверхтоков, обусловленных внешними КЗ

Защита Т и АТ от сверхтоков является резервной, предназначенной для отключения их от источников питания как при повреждениях самих Т (АТ) и отказе основных защит, так и при повреждениях смежного оборудования и отказах его защиты или выключателей. При отсутствии специальной защиты шин защита Т (АТ) от сверхтоков осуществляет также защиту этих шин.

В качестве защиты от сверхтоков при междуфазных КЗ используются максимальная токовая защита. Максимальная токовая защита с пуском от напряжения, максимальная направленная защита, максимальная токовая защита обратной последовательности. При этом защита устанавливается со стороны источника питания, а при нескольких источниках питания — со стороны главных источников. Для защиты при однофазных КЗ используются максимальная токовая защита и максимальная направленная защита нулевой последовательности. Защита устанавливается со стороны обмоток, соединенных в схему звезды с заземленной нулевой точкой.

Максимальная токовая защита (МТЗ) двухобмоточного понижающего трансформатора. На Т с односторонним питанием (рис. 26) устанавливается один комплект защиты, со стороны источника питания, действующий на отключение всех выключателей.

Читать еще:  Газы в дизельном двигателе неисправность


Рис. 26. Однолинейная схема защиты понижающего трансформатора

На трехобмоточном Т с односторонним питанием устанавливаются два комплекта защиты: один со стороны обмотки НН действует на отключение выключателя этой обмотки; другой со стороны обмотки ВН действует с двумя выдержками времени, с меньшей — на отключение выключателя обмотки СН, с большей — на отключение всех выключателей Т. Аналогично выполняется защита понижающих ДТ при отсутствии питания со стороны обмотки СН.

Ток срабатывания МТЗ находится из условия возврата токовых реле при максимальной нагрузке.

Выдержка времени выбирается из условий селективности на ступень выше наибольшей выдержки времени РЗ присоединений, питающихся от трансформатора.

Токовая защита нулевой последовательности реагирует на ток, появляющийся в Т при внешних одно- и двухфазных КЗ на землю и КЗ в трансформаторе. Защита применяется на повышающих Т (АТ) и устанавливается со стороны обмоток ВН и СН, если последние соединены по схеме звезды и работают с глухозаземленной нулевой точкой.

Что такое ферромагнетики

В отличие от двух перечисленных выше магнетиков, ферромагнетики являются сильномагнитными веществами.

Ферромагнетики – это вещества с высокой магнитной проницаемостью, зависящей от внешнего магнитного поля.

Данные вещества могут иметь так называемую остаточную намагниченность. Выразить зависимость восприимчивости ферромагнетиков от напряженности внешнего магнитного поля можно с помощью функции. Она представлена на схеме ниже:

Намагниченность ферромагнетика имеет пределы насыщения. Это указывает нам на природу возникновения намагниченности в таких веществах: она образуется путем смены ориентации магнитных моментов вещества. Для ферромагнетиков также характерно такое явление, как гистерезис.

В магнитном отношении все ферромагнетики делят на мягкие и жесткие. Первые из них имеют высокую магнитную проницаемость и способны легко намагничиваться и размагничиваться. Они имеют широкое применение в электротехнических приборах, основанных на работе переменных полей (например, трансформаторов). Жесткие ферромагнетики имеют сравнительно небольшую проницаемость и намагничиваются трудно. Их используют при производстве постоянных магнитов.

Условие: на схеме выше (рис. 3 ) показана кривая намагниченности ферромагнетика. Постройте кривую, выражающую зависимость B ( H ) и определите, возможно ли насыщение для магнитной индукции. Поясните свой вывод.

Решение

Мы знаем отношение вектора магнитной индукции к вектору намагниченности.

Из этого можно сделать вывод, что насыщения кривая B ( H ) иметь не может. Создадим график зависимости напряженности внешнего поля от индукции магнитного поля в соответствии с рисунком выше. Мы получили схему, называемую кривой намагничивания:

Ответ: кривая индукции не имеет насыщения.

Условие: выведите формулу восприимчивости парамагнетика при условии, что механизм его намагничивания точно такой же, как механизм электризации полярных диэлектриков. Среднее значение магнитного момента молекул в проекции на ось Z обозначается формулой » open=» ρ m z = ρ m L ( β ) .

Здесь L ( β ) = c t h ( β ) — 1 β означает функцию Ланжевена при β = ρ m B k T .

Решение

Взяв высокие температуры и небольшие поля, получим следующее:

ρ m B ≪ k T , → β ≪ 1 .

Значит, если β ≪ 1 c t h β = 1 β + β 3 — β 3 45 + . . . , можно ограничить функцию линейным членом и получить, что:

ρ m B ≪ k T , → β ≪ 1 .

Возьмем нужную формулу и подставим в нее полученное значение:

» open=» ρ m z = ρ m ρ m B 3 k T = ρ m 2 B 3 k T .

Зная, как связаны между собой напряженность магнитного поля и его индукция, а также приравняв магнитную проницаемость парамагнетика к 1 , получим следующее:

» open=» ρ m z = ρ m 2 μ 0 H 3 k T .

В итоге формула намагниченности будет выглядеть так:

J = n » open=» ρ m z = ρ m 2 μ 0 H 3 k T n .

Поскольку модуль намагниченности связан с модулем вектора ( J = χ H ), мы можем записать результат:

Оборудование и расходники для магнитопорошкового метода контроля

Прежде всего, не обойтись без индикаторных материалов – порошков, суспензий, готовых аэрозолей, магнитогуммированных паст и пр. Последние представляют собой затвердевающую консистентную смесь из ферромагнитного порошка, пластификаторов и вспомогательных добавок. Изготавливаются на основе хлоркаучука и полимеров. Предназначаются для труднодоступных участков.

Для магнитопорошкового метода контроля используются порошки естественного (чёрного либо красно-коричневого) цвета, а также окрашенные в более контрастные тона – жёлтый, красный, белый и пр. Отдельная категория – люминесцирующие материалы для получения более чётких и ярких индикаторных рисунков.

Порошок не должен неприятно пахнуть, а химический состав не должен быть токсичным. Выявляющую способность периодически проверяют при помощи профильных СИ и контрольных образцов с искусственными или естественными дефектами (трещинами, пропилами, отверстиями).

Читать еще:  Swap двигателя что нужно

Что касается аппаратуры, то для магнитопорошкового контроля предусмотрены следующие виды оборудования:

  • дефектоскопы. Бывают стационарные и переносные, универсальные и специализированные (к примеру, галтелей малого радиуса). В отдельную группу можно выделить автоматизированные системы МПД на производствах, где собственно дефектоскоп – лишь один из модулей, а поиск и распознавание дефектов осуществляет специальная система;
  • намагничивающие устройства (соленоиды, электромагниты, «ярмо»), постоянные магниты и размагничивающие устройства;
  • средства измерения магнитных полей напряжённости и индукции (магнитометры, ферритометры и гауссметры);
  • ультрафиолетовые светильники и приборы для проверки уровня освещённости;
  • контрольные образцы – для оценки качества порошков, концентратов, паст и суспензий, калибровки и настройки дефектоскопов (в первую очередь, МО-4);
  • магнитные индикаторные полоски;
  • ASTM-колбы для оценки концентрации взвешенных магнитных частиц в жидких растворах;
  • приспособления для осмотра индикаторных следов – лупы, микроскопы, зеркала и т.д.

Требования к дефектоскопам для магнитопорошкового контроля содержатся в ГОСТ Р 53700-2009. При выборе модели учитывают поддержку способов СОН и/или СПП, напряжение питания, минимальное и предельную величину намагничивающего тока, его вид, плавность регулировки и т.д.

В качестве альтернативы дефектоскопам используются более компактные портативные электромагниты и соленоиды. Дополнительно к ним рекомендовано применять блок регулирования тока.

Магнитопорошковый метод контроля (МПД)

Магнитопорошковый метод — один из самых распространенных методов неразрушающего контроля стальных деталей. Он нашел широкое применение в авиации, железнодорожном транспорте, химическом машиностроении, при контроле крупногабаритных конструкций, магистральных трубопроводов, объектов под водой, судостроении, автомобильной и во многих других отраслях промышленности.

Масштабность применения магнитопорошкового метода объясняется его высокой производительностью, наглядностью результатов контроля и высокой чувствительностью. При правильной технологии контроля деталей этим методом обнаруживаются трещины, усталости и другие дефекты в начальной стадии их появления, когда обнаружить их без специальных средств трудно или невозможно.

Магнитопорошковый метод предназначен для выявления поверхностных и под поверхностных (на глубине до 1,5 . 2 мм) дефектов типа нарушения сплошности материала изделия: трещины, волосовины, расслоения, не проварка стыковых сварных соединений, закатов и т.д.

Суть магнитопорошкового контроля

Магнитный поток в бездефектной части изделия не меняет своего направления; если же на пути его встречаются участки с пониженной магнитной проницаемостью, например дефекты в виде разрыва сплошности металла (трещины, неметаллические включения и т.д.), то часть силовых линий магнитного поля выходит из детали наружу и входит в нее обратно, при этом возникают местные магнитные полюсы (N и S) и, как следствие, магнитное поле над дефектом.

Так как магнитное поле над дефектом неоднородно, то на магнитные частицы, попавшие в это поле, действует сила, стремящаяся затянуть частицы в место наибольшей концентрации магнитных силовых линий, то есть к дефекту. Частицы в области поля дефекта намагничиваются и притягиваются друг к другу как магнитные диполи под действием силы так, что образуют цепочные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям поля.

Наибольшая вероятность выявления дефектов достигается в случае, когда плоскость дефекта составляет угол 90грд. с направлением намагничивающего поля (магнитного потока). С уменьшением этого угла чувствительность снижается и при углах, существенно меньших 90грд. дефекты могут быть не обнаружены.

Способы нанесения индикатора

«Cухой» и «мокрый» способы нанесения индикатора на контролируемый объект. В первом случае для обнаружения дефектов используют сухой ферромагнитный порошок. При использовании «мокрого» метода контроль осуществляется с помощью магнитной суспензии, т.е. взвеси ферромагнитных частиц в жидких средах: трансформаторном масле, смеси трансформаторного масла с керосином, смеси обыкновенной воды с антикоррозионными веществами.

Виды намагничивания

При магнитопорошковом методе контроля применяют четыре вида намагничивания:

  • циркулярный;
  • продольный (полюсной);
  • комбинированный;
  • во вращающемся магнитном поле.

Наиболее распространены в практике контроля три первых вида намагничивания. Применительно к простейшим деталям – сплошному цилиндрическому стержню или полому цилиндру – формулировка видов намагничивания может быть следующая.

Циркулярный – это такой вид намагничивания, при котором магнитное поле замыкается внутри детали, а на ее концах не возникают магнитные полюса.

Продольный (полюсной) – это такой вид намагничивания, при котором магнитное поле направлено вдоль детали, образуя на ее концах магнитные полюса.

Комбинированный – это такой вид намагничивания, при котором деталь находится под воздействием двух или более магнитных полей с неодинаковым направлением.

Читать еще:  Возможные неисправности судового двигателя

Этапы магнитопорошкового контроля

1. Подготовка детали к контролю.
Подготовка детали к контролю заключается в очистке поверхности детали от отслаивающейся ржавчины, грязи, а также от смазочных материалов и масел, если контроль проводится с помощью водной суспензии или сухого порошка. Если поверхность детали темная и черный магнитный порошок на ней плохо виден, то деталь иногда покрывают тонким просвечивающим слоем белой контрастной краски.

2. Намагничивание детали.
Намагничивание детали является одной из основных операций контроля. От правильного выбора способа, направления и вида намагничивания, а также рода тока во многом зависит чувствительность и возможность обнаружения дефектов.

3. Нанесение на поверхность детали магнитного индикатора (порошка или суспензии).
Оптимальный способ нанесения суспензии заключается в окунании детали в бак, в котором суспензия хорошо перемешана, и в медленном удалении из него. Однако этот способ не всегда технологичен. Чаще суспензию наносят с помощью шланга или душа. Напор струи должен быть достаточно слабым, чтобы не смывался магнитный порошок с дефектных мест. При сухом методе контроля эти требования относятся к давлению воздушной струи, с помощью которой магнитный порошок наносят на деталь. Время стекания с детали дисперсной среды, имеющей большую вязкость относительно велико, поэтому производительность труда контролера уменьшается.

4. Осмотр детали. Расшифровка индикаторного рисунка и разбраковка.
Контролер должен осмотреть деталь после стекания с нее основной массы суспензии, когда картина отложений порошка становится неизменной.
Детали проверяют визуально, но в сомнительных случаях и для расшифровки характера дефектов применяют оптические приборы, тип и увеличение которых устанавливают по нормативным документам.

5. Размагничивание и контроль размагниченности. Удаление с детали остатков магнитного индикатора.
Применяют два основных способа размагничивания:

  • Первый и наиболее эффективный из них — нагрев изделия до температуры точки Кюри, при которой магнитные свойства материала пропадают. Этот способ применяют крайне редко, так как при таком нагреве могут изменяться механические свойства материала детали, что в большинстве случаев недопустимо.
  • Второй способ заключается в размагничивании детали переменным магнитным полем с амплитудой, равномерно уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля.

Основные причины намагничивания металла

Магнетиками называются среды, которые создают собственное магнитное поле. Основные группы магнетиков:

  • парамагнетики;
  • ферромагнетики;
  • диамагнетики.

Стальные изделия на основе сплавов железа, кобальта или никеля относятся к веществам, собственное магнитное поле которых по уровню выше внешнего, т.е. к ферромагнетикам. Намагниченность вещества считается суммой магнитных свойств частиц единицей объема.

В момент достижения порога температуры Кюри, образуются самопроизвольные домены с намагниченностью, которые распространяются до полного заполнения. Обычными условиями, возможно получить намагниченный инструмент при работе вблизи с электродвигателями, магнетронами и другими элементами. Металл забирает свойства магнетизма от вблизи расположенного излучателя, тем самым намагничивается.

Действие с мелкими деталями замагниченным инструментом может доставить немало хлопот. Заточка металлов с повышенными свойствами магнетизма невозможна до идеальных размеров, т.к. материал облеплен стружкой.

Анализ полученной характеристики ВАХ

Полученные данные сравниваются с характеристикой, снятой для данного трансформатора тока в заводских условиях.

Допускается сравнение с ранее снятой характеристикой данной обмотки этого же трансформатора.

При отсутствии каких-либо данных для сравнения анализ производится с использованием типовой характеристики для устройства того же типа, имеющего тот же коэффициент трансформации, класс точности и кратность насыщения.

Все перечисленные характеристики оказывают влияние на полученную характеристику.

Более того, у одинаковых трансформаторов тока не бывает абсолютно идентичных ВАХ.

Влияние на это оказывает не только сопротивление вторичной обмотки, но и качество материала, из которого выполнен сердечник трансформатора.

Отличаться полученная характеристика от вышеперечисленных не должна более, чем на 10%.

Если полученный график расположен ниже образцового на большую величину, в подопытном образце присутствует витковое замыкание. Его нужно заменить исправным, или отказаться от установки, вернув на предприятие-изготовитель.

Но перед этим еще раз проверьте правильность проведенных измерений: витковые замыкания в трансформаторах тока не такое уж и частое явление.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector