Решение дифференциальных уравнений Примеры решения типовых задач Курс практики по математике Инженерная графика Машиностроительное черчение История дизайна Архитектура ПК Лабораторные работы Курс лекций по физике теплоэнергетика
Курс лекций по физике Законы теплового излучения Фотоэффект Ядерная модель атома Квантовые генераторы Зонная теория твёрдых тел Электропроводимость металлов Ядерная физика Дозиметрия

Лабораторные работы по электротехнике

Индукционные преобразователи

Это генераторные преобразователи постоянного тока. Для преобразования механического перемещения в электрический сигнал используется явление электромагнитной индукции – наведение ЭДС в электрическом контуре, связанном с изменяющимся магнитным потоком.

Наведение ЭДС происходит независимо от причин изменения магнитного потока: перемещается ли обмотка в постоянном магнитном поле; изменяется ли магнитное поле при неподвижной обмотке.

ЭДС индукции возникает и тогда, когда потокосцепление изменяется в результате изменения магнитной проводимости. Это используется в датчиках скорости.

Выходные напряжения таких датчиков пропорционально скорости вибрации подвижной части, если необходимо получить напряжение, пропорциональное амплитуде вибраций или ускорению, то выходное

напряжение необходимо подвергнуть интегрированию или дифференцирова-нию.

Чувствительность датчика может быть увеличена за счет увеличения индукции и числа витков.

,

где В – индукция в зазоре; l – длина витка перемещений обмотки; w – число витков; V – скорость перемещения витка, м / с.

Датчики скорости создают управляющие сигналы в зависимости от скорости. Более широкое распространение в машиностроении получили описанные ниже датчики.

Тахогенераторы служат для измерения частоты вращения. В зависимости от рода тока различают тахогенераторы постоянного и переменного тока. Тахогенераторы постоянного тока разделяют по способу возбуждения на тахогенераторы с возбуждением от постоянных магнитов и с электромагнитным возбуждением. Те и другие представляют собой малогабаритную машину постоянного тока. Напряжение на зажимах якоря пропорционально частоте вращения вала якоря, т.е.

,

где Е – ЭДС, индуцируемая в обмотке якоря; Ф – поток возбуждения; kе – конструктивный коэффициент машины.

Учитывая, что поток возбуждения постоянный, можно записать:

, где .

По принципу действия тахогенераторы переменного тока делят на синхронные и асинхронные. Более широкое распространение получили асинхронные тахогенераторы. Конструкция асинхронного тахогенератора подобна конструкции двухфазного асинхронного двигателя. Тахогенератор имеет две обмотки: обмотку возбуждения ОВ и выходную обмотку. При вращении ротора в выходной обмотке наводится ЭДС, пропорциональная частоте вращения, т.е.

,

где  – конструктивный коэффициент тахогенератора; Uв – напряжение обмотки возбуждения; w – частота вращения ротора.

Реле контроля скорости (РСК) состоит из постоянного магнита 3, который находится на валу (сигнал на входе), а также кольца 4, в котором расположена обмотка типа «беличье колесо» На другом валу, соединенном с кольцом, расположен толкатель 1, воздействующий на группу контактов К1, К2, которые возвращаются в исходное положение под действием пружин 2 и 5. При вращении вала РКС вращающийся магнит наводит в обмотке, расположенной в кольце ЭДС. Ток, протекая по обмотке, взаимодействует с магнитным потоком вращающегося магнита, в результате создается вращающий момент, который, поворачивая кольцо с толкателем, воздействует на контакты и вызывает их срабатывание.

Более надежным является асинхронный ТГ. Обмотка статора питается от источника переменного тока частотой 400-500 Гц. Обмотка R неподвижна и сдвинута относительно первой обмотки на 900 эл. Полый алюминиевый ротор 3 связан с делом двигателя, скорость которого контролируется.

При неподвижном роторе пульсирующий поток от обмотки 1 не вызывает ЭДС в выходной обмотке, так как оси обмоток сдвинуты на 900 эл. При вращении ротора 3 в нем возникают ЭДС и токи, пропорциональная частота вращения. Эти токи создают поперечное магнитное поле, изменяющееся с частотой питания. Возникающая в обмотке 2 под действием магнитного поля ротора ЭДС имеет амплитуду, пропорциональную угловой скорости ротора .

Достоинство такого датчика состоит в отсутствии счаток и независимость частоты выходного сигнала.

Если обмотку 1 питать от сети постоянного тока, то в обмотке 2 выдается ЭДС пропорциональная угловому ускорению вала.

Измерение активной и реактивной мощностей методом двух ваттметров. В трехпроводной сети трехфазного тока мощность измеряют обычно двумя однофазными ваттметрами или одним двухэлементным ваттметром трехфазного тока. При измерении активной мощности ваттметры включают по схеме (рис. 97). При этом, если Р, - показание первого ваттметра W1, а Р2- второго ваттметра W2, то мощность Р трехфазного тока определяется как алгебраическая сумма показаний обоих ваттметров: Р=Р1+Р2.
Фотопроводимость полупроводников