Тема 1. Введение

Предмет и задачи курса. Общие определения и классификация электрических аппаратов (ЭА) и средств автоматизации. Их роль в электроприводе и автоматизации установок, в системах электроснабжения промпредприятий и городов. Основные требования, предъявляемые к электрическим аппаратам.

Литература [1; с. 5 – 11; 2; с. 5 – 28].

Методические указания

При изучении введения студент должен уяснить основные требования, предъявляемые к электрическим аппаратам, усвоить определения раз-личных по назначению и областям применения аппаратов.

Вопросы для самопроверки

1. Какие функции выполняют электрические аппараты?

2. Как классифицируются ЭА по назначению и областям применения?

3. Каковы основные требования к ЭА?

Тема 2. Электродинамическая и термическая стойкость аппаратов

Природа электродинамических усилий (э.д.у.). Определение э.д.у. исходя из электрического баланса контуров с токами и её общее выражение. Определение силы, разрывающей виток с током. Взаимо-действие элементов тока. Распределение э.д.у. Точки приложения эквивалентных сосредоточений сил.

Источники нагрева ЭА. Потери в проводниках и электропроводах. Виды теплообмена. Стационарный процесс нагрева. Переходные режимы нагрева. Нагрев при коротком замыкании. Допустимые температуры токоведущих элементов.

Литература [1, с. 31 – 57; с. 58 – 87; 2, с.132 – 137; с. 148 – 150; с. 153 – 161].

Методические указания

Следует выяснить, для чего изучаются электродинамические силы в ЭА и усвоить два основных метода их расчета, обращая внимание на физическую суть процессов. В качестве примера расчета реальных элементов ЭА рекомендуется рассмотреть силы, действующие в катушке между витками при питании постоянным и переменным токами, и силы, разрывающие виток с током. Определение э.д.с., исходя из закона Био-Савара-Лапласа, и взаимодействие элементов тока наиболее часто применяемых конфигураций и сечений.

Ознакомление с вопросами термической стойкости следует начинать с изучения причин и следствий нагрева аппаратов и способов теплообмена. Затем перейти к изучению закономерностей нагрева ЭА при различных режимах работы: кратковременном, повторно-кратковременном, продол-жительном. В заключении необходимо ознакомиться с вопросами терми-ческой стойкости и допустимыми температурами для отдельных частей аппаратов.

В качестве дополнительной литературы рекомендуется [4, 5, 6, 7, 10].

Вопросы для самопроверки

1. Что такое электродинамическое усилие (э.д.у.)?

2. Приведите математическую запись закона Ампера в скалярной и векторной формах.

3. Как определить направление э.д.у.?

4. Как определить э.д.у., исходя из энергетического баланса контуров с токами?

5. Как рассчитать силу, разрывающую круговой виток с током?

6. Как рассчитать э.д.у. между длинными параллельными проводниками и параллельными проводниками конечного сечения?

7. В чем состоят особенности расчета э.д.у. при переменном токе?

8. Что такое электродинамическая стойкость ЭА?

9. Проведите анализ тепловых потерь в токоведущих частях аппаратов.

10. Как рассчитать потери в проводнике при протекании через него постоянного и переменного тока? Что такое коэффициент добавочных потерь?

11. Как рассчитываются и отчего зависят потери в магнито-проводах? Как определяются удельные потери?

12. Каковы основные виды теплообмена?

13. Что такое теплопроводность, конвекция и тепловое излучение? Приведите математические записи этих процессов.

14. Как составить уравнение теплового баланса в стационарном режиме для изолированного проводника круглого поперечного сечения?

15. Какой вид имеет дифференциальное уравнение нагрева и охлаждения однородного тела? Что такое постоянная нагрева однородного тела?

16. Как определить продолжительный, повторно-кратковременный и кратковременный режимы работы ЭА?

17. Каковы особенности нагрева проводников в режиме короткого замыкания?

18. Исходя из каких соображений нормируют допустимые температуры частей электрических аппаратов?