
- •2. Содержание теоретического курса
- •3. Основная и дополнительная литература
- •3.1.Основная литература
- •3.2.Дополнительная литература
- •4. Практические занятия
- •6. Индивидуальные занятия
- •7. Самостоятельная работа
- •Часть I конспекта охватывает первый модуль (из двух) обучения по курсу. По мнению автора, эта часть является основополагающей для понимания всех процессов, связанных с аппаратами.
- •Введение
- •Основные физические явления и процессы в электрических аппаратах
- •1. Тепловые процессы в электрических аппаратах
- •1.1. Источники теплоты в электрических аппаратах
- •1.2. Способы распространения теплоты в электрических аппаратах
- •1.3. Задачи тепловых расчетов
- •1.4. Режимы нагрева электрических аппаратов
- •1.5. Термическая стойкость электрических аппаратов
- •Решение.
- •Решение.
- •Решение.
- •Решение.
- •Решение.
- •Решение.
- •Решение.
- •Решение.
- •Контрольные вопросы
- •Контактная система электрических аппаратов
- •Классификация электрических контактов
- •Контактная поверхность и контактное сопротивление
- •Нагрев контактов
- •2.4. Режимы работы контактов
- •2.5. Материалы контактов
- •Решение.
- •Решение.
- •Контрольные вопросы
- •3. Электромагнитные явления в электрических аппаратах
- •3.1. Основные понятия теории ферромагнетизма
- •Закон электромагнитной индукции
- •3.2. Кривые намагничивания и петли гистерезиса. Магнитные материалы
- •Динамические петли гистерезиса
- •3.3. Магнитная система и магнитная цепь электрических аппаратов
- •I закон Кирхгофа
- •II закон Кирхгофа
- •II закон Кирхгофа вытекает из закона полного тока. Учитывая, что м.Д.С. F определяется через ток I и число витков w, ,
- •3.4. Методы расчета магнитных цепей
- •Алгоритм решения задачи
- •Определение магнитного потока в неразветвленной магнитной цепи по заданной намагничивающей силе
- •Расчет магнитной цепи с учетом магнитного сопротивления и потоков рассеяния
- •3.7. Расчёт катушки электромагнита
- •3.8. Определение силы тяги
- •3.11. Сравнение электромагнитов постоянного
- •3.12. Магнитная цепь постоянного магнита
- •Решение.
- •Решение.
- •Контрольные вопросы
- •4. Электродинамическая стойкость электрических аппаратов. Расчет электродинамических усилий
- •Пример 14.
- •Решение.
- •Пример 15.
- •П ример 16.
- •Решение.
- •Пример 17.
- •Решение.
- •Контрольные вопросы
- •5. Электрическая дуга и дугогасительные системы
- •5.1. Электрическая дуга в цепи постоянного тока
- •5.2. Дугогасительные системы
- •5.3. Дугогасительные камеры
- •Приложения
- •Медный эмалированный провод пэв-1
- •Продолжение таблицы п.4
- •Часть I
1.4. Режимы нагрева электрических аппаратов
Электрические аппараты работают в одном из пяти режимов.
- Продолжительный режим, когда температура аппарата достигает установившегося значения, и аппарат при этом остается под нагрузкой любой промежуток времени.
- Прерывисто-продолжительный, когда аппарат остается под нагрузкой при установившемся значении температуры ограниченное техническими условиями время.
- Повторно-кратковременный, когда температура частей электрического аппарата не достигает установившегося значения за время нагрузки и не достигает температуры холодного состояния за время паузы.
- Кратковременный, когда в период нагрузки температура частей электрического аппарата достигает установившегося значения, а в период отключенной нагрузки достигает температуры холодного состояния.
- Режим короткого замыкания – это частный случай кратковременного, когда температура частей электрического аппарата значительно превосходит установившуюся температуру при нормальном режиме работы.
Рассмотрим повторно-кратковременный режим нагрева электрического аппарата, когда он нагружается источниками теплоты постоянной мощности в течение времени tP (рабочий период) и охлаждается за время tП (время паузы) таким образом, что рабочие периоды и периоды пауз бесконечно повторяются (рис.10). Пусть мощность в повторно-кратковременном режиме ‑ РПК, а в продолжи-тельном ‑ РПР.
Р
ПК
t
tP tП tP tП tP
Рис. 10
Кривая нагрева в повторно-кратковременном режиме принимает пилообразный вид (рис. 11).
Рис. 11
t
Максимальная температура электрического аппарата при повторно-кратковременном режиме нагрева
меньше,
чем при продолжительном режиме
при
условии равенства мощностей источников
теплоты в том и другом случаях РП-К
= РПР.
Поскольку превышения температуры и мощностей, отдаваемых в окружающую среду при установившемся режиме нагрева, в продолжительном и повторно-кратковременных режимах связаны линейной зависимостью Ньютона, то при прочих равных условиях (равенство коэффициентов теплоотдачи КТ и равенство охлаждающих поверхностей SОХЛ)
.
Отношение
называется коэффициентом перегрузки по мощности и показывает, во сколько раз можно увеличить мощность источников теплоты в электрическом аппарате при повторно-кратковременном режиме работы по сравнению с мощностью при продолжительном режиме при условии равенства допустимой температуры в том и другом случаях.
Так как при прочих равных условиях мощность источников теплоты в большинстве случаев пропорциональна квадрату тока (4), то вводят коэффициент перегрузки по току, который равен
КI
=
.
Если tP + tП ≤ 0,1T то в этом случае с погрешностью, не превышающей 5%, можно определить:
.
(25)
Часто в расчетах используется понятие "относительная продолжительность включения", измеряемая в процентах,
ПВ%
=
.
(26)
Тогда коэффициент перегрузки по мощности:
КР
=
.
(27)