![](/user_photo/_userpic.png)
книги / Электрические аппараты. Общий курс
.pdfчета мощность МУС проверяется еще раз с использованием реальных
величин т), Ôи 5М5С. |
|
обмоток. Напряжение на нагрузке |
|||
б) Расчет параметров |
|||||
|
Uн — |
20 |
100 В; |
|
|
|
0,2 |
|
|||
|
|
|
|
||
напряжение источника питания (действующее значение) |
|||||
ил |
и |
100-1,11 |
182,5 В. |
||
Рл |
0,86-0,707 |
||||
|
|
В режиме максимальной отдачи напряжение на нагрузке имеет синусоидальную форму, поэтому
*ф«=1,11. Число витков рабочей обмотки
Шр== 4,44fScBm = 495°-
Сечение и диаметр голого провода рабочей обмотки:
|
<7р = |
ndz |
1а |
|
|
|
ô |
2Ô |
|
|
|
|
||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
21цкф{ |
|
|
|
|
|
ÎIÔ |
Выбираем провод марки ПЭВ-2: dp = 0,23 мм; dv.Из = 0,275 мм; |
||||
<7Р — 0,0415 мм2. |
|
|
|
|
Сопротивление рабочей обмотки |
|
|||
|
4р*ср И>р |
:213 0м; |
р = 2,3-10 8 Ом-м. |
|
|
ndl |
|||
|
|
|
|
|
Реальный к. п. д. |
|
|
|
|
|
Л = |
RH |
500 |
|
|
Ян + ^р |
|
= 0,702. |
|
|
|
713 |
||
в) |
Выбор выпрямителей рабочей цепи. Прямой ток через каж |
дый вентиль равен половине тока нагрузки:
!*_ / в.ср = л ~0,1 А.
2
К каждому вентилю (в непроводящий полупериод) прикладыва ется амплитуда напряжения источника питания
ит = W u „ . « 258 В.
Ввиду того что число витков рабочей обмотки велико (дор = =4950), необходимо взять диод с малым обратным током (§ 6-5). Выбираем кремниевый диод Д209 с прямым током 0,1 А, обратным напряжением 400 В и обратным током 5 мкА (при температуре +20° С и обратном напряжении 258 В). Тогда
Нобр — |
Лэбр®р |
5» 10—6«4250 |
= 0,15 А/м < АЯу.н |
5,6 А/м. |
|
|
16 |
|
|
г) |
Расчет |
обмотки управления и смещения. |
Для определени |
параметров обмотки управления необходимо воспользоваться кривой размагничивания АВУ(НУ) для сплава 50НП с толщиной ленты 0,05• 10—3 м (рис. П-2). Для того чтобы характеристика управления усилителя была линейной, необходимо, чтобы он работал на линей ной части кривой АВУ(НУ) —точки 1 и 2 на рис. П-2. Задаваясь различными значениями АВУ, находим ток в нагрузке, воспользо вавшись уравнением (6-11). Далее с помощью кривой размагничива ния находим соответствующее значение Ну и строим зависимость
IB— f(Hy). Для |
изменения тока нагрузки от максимального значе |
ния (/Н= 0,2А) |
до минимального необходимо, чтобы обмотка управ |
ления создавала АЯУ.Н= 5,6 А/м. Тогда число витков обмотки управ ления будет равно:
A//V.H/C |
5,6*0,163 |
_ |
w = ----------- = |
-----------== 46. |
у/у 0,02
Мощность управления определяем, зная коэффициент усиления:
Ру |
Рн _ |
20 |
0,04 Вт. |
|
kp |
5000 |
|||
|
|
Сопротивление двух обмоток управления равно:
2/у = |
= 0,004 |
10 Ом. |
|
1у |
0,0004 |
||
|
Сопротивление одной обмотки
гу = 5 Ом.
Средняя длина витка обмотки управления 1У равна:
/у « 2b0 -f- Dq — cIq .
Поскольку обмотки управления и смещения занимают неболь шую площадь, то b0, Do и d0 можно взять из расчета размещения обмоток (§ П-1,д). Средняя длина витка обмотки управления
/у = 2,25 + 72 — 22 = 100 мм = 0,1 м.
Диаметр провода обмотки управления
ау= у г 4р/у wy |
[4 -2 ,3 -10~8- |
0,1-46 |
= 1,65* 10“ 1 м = 0,165 мм. |
ял, V |
3,14*5 |
|
|
Выбираем провод марки ПЭВ-2: dy~ 0,17 мм; qy = 0,0227 мм2; ^у.из= 0,21 мм.
Сопротивление обмотки управления при dy = 0,17 мм равно:
ГУ |
р‘уЩ = 4,66 Ом. |
|
Яу |
JBLtom cjiy4aeLкогда необходимо, чтобы ток нагрузки /н возрас тал с увеличением'тока управления 7У,’’на’" усилителе размещается обмотка смещения, создающая отрицательную м. д. с., равную Нсм^с* Обмотки иУу и wс включаются встречно; м. д. с. обмотки wc равна:
/см —//см /с♦
Согласно рекомендации [Л. 6-2] ток в обмотке смещения дол жен быть не менее чем на два порядка больше по отношению к об ратному току вентилей в цепи смещения. Если используются вентили Д226 (обратный ток 0,1 мА), то ток смещения должен быть не ме нее 10 мА.
Задаемся током в обмотке смещения /СМ= 0,03А. Тогда число
витков обмотки смещения равно: |
|
|
^см= |
//см |
0,196.16,3 |
---- |
107. |
|
|
* см |
0,03 |
Возьмем в обмотке смещения такую же плотность тока, как и в рабочей обмотке. Тогда сечение провода обмотки смещения будет равно:
|
/см |
0,03 |
|
Яси = - у = |
= 0,008 мм2. |
||
Выбираем провод ПЭВ-2: |
dCM=0,ll |
мм; 7См.из= 0,14 мм; |
|
^см= 0,0095 мм2. |
/у = /с м, |
определяем |
сопротивление обмотки |
Принимая, что |
|||
смещения: |
|
2,3-10~8-0,1• 107 |
|
Р^см ^см |
ply Ц>см |
||
Rсм |
Яси |
|
= 26 Ом. |
Яси |
9,5-10—9 |
Мощность, потребляемая обмоткой смещения,
^см = ‘lu Rcu = (0,03)2*20,2 = 23,4-10-3 Вт.
Характеристика управления усилителя при наличии обмотки сме щения дана на рис. П-3.
д) Проверка размещения обмоток. После расчета параметро обмоток проверяется их размещение на магнитопроводе. Сечение, занятое всеми тремя обмотками, равно:
^р.из |
Wy */у.ИЗ |
^см ^см.из |
Фобм — &укл р |
^укл.у |
^укл.см |
Коэффициенты укладки £укл определяем по рис. П-4.
Часть окна занята каркасом; на каркас и зазор между ним и сердечником можно положить А = 2*10~3 м.
Тогда диаметр отверстия, свободного от обмотки, можно найти с помощью уравнения
*Ц> |
я |
(d -2\y~ |
wp d;.H3 |
^у.из |
^см ^см.из |
â. |
4 |
КЛp |
"Ч'КЛ.у |
kvt |
|
|
|
|
Av |
Рис. П-4.
|
|
|
|
Рис. П-3. |
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
u - V |
(d — 2Д)2 |
_4_ |
wp ^р.из |
“V ^у.из |
^см ^см.из |
|
я |
кл.р |
‘укл.у |
^укл. |
|||
|
||||||
|
|
- |
22-10” 3 м. |
|
|
При расчете усилителя удобно пользоваться относительной ве личиной геометрических размеров [Л. 6-8]:
D |
|
do |
b |
D* = — =-1,6; |
d0* = — =0,55; |
6* = — =0,312. |
|
d |
|
d |
d |
Средняя высота обмотки |
равна; |
|
|
b0 = b + 0,5 [(Z)0 - |
D) + (d - doИ =■ 25.10~3 м. |
||
Внешний диаметр |
|
|
|
D0 = V (d- — dl) + |
D2 = 72-I0-3 м[смЛП-1)). |
||
Поверхность охлаждения согласно [Л. 6-8] равна: |
|||
50хл = ^2яО(>* [&* + |
Д)* — 0,5(0* — 1+ |
d0*)l = 139* 10“ 4 м2; |
Do*
Поскольку ûf0/d>0,5, то остается отверстие, достаточное для прохождения через него челнока обмоточного станка. После опреде
ления всех размеров дросселя находим |
тип станка |
[Л. 6-2]. |
|
е) |
Определение коэффициентов |
усиления и |
постоянной времен |
После того как определены параметры сердечника и обмоток и по строена характеристика управления, определяем коэффициенты уси ления и постоянную времени Г, используя линейную часть характе ристики рис. П-3:
|
ki = |
Д/н |
0,14 |
= 10; |
||
|
0,014 |
|||||
|
|
Д/у |
|
|
||
k |
Д/н Ян |
. ~ |
|
500 |
|
|
Д/у 2/у |
10-2-4,66 |
= 538; |
||||
k |
|
Ли. |
100 ; |
500 |
: 5380. |
|
р —kï |
2/V |
' 2-4,66" |
|
Поскольку обмотка смещения потребляет очень малую мощность, то последовательно с этой обмоткой можно включить большое ак тивное сопротивление. При этом обмотка смещения не будет уве личивать инерционность усилителя и при расчете постоянной време ни Т обмотку можно не учитывать:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46 |
|
|
|
|
|
1 Wy |
1 |
|
|
538- 4950 |
|
|
||
|
Т = |
|
2/ Wp |
ri |
ky — 2-50-0,702 |
:0,0715с. |
|||||
ж) |
Проверка на нагрев. Рассчитываем превышение температуры |
||||||||||
|
|
|
|
|
k2 |
|
' / |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
i |
7Н |
|
|
|
||
|
Т = ■ |
|
|
|
■ м 1 = 37,8° С. |
|
|||||
|
|
~Tâi—з |
|
||||||||
|
|
|
kjSQ |
|
|
139 |
|
|
|||
Поскольку |
допустимое превышение температуры |
т= 50°С, то |
|||||||||
с усилителя может быть снята большая мощность. |
|
||||||||||
з) |
Определение кратности изменения тока нагрузки |
||||||||||
|
ь |
|
,н |
|
/нИ,Р |
|
|
0,2-4950 |
9‘ |
||
|
кртока |
/н0 |
|
2Я„ср 1С |
|
2-0.17-16.3 |
Значение Я0Ср определяем по рис. П-2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 111
Допустимые превышения температуры для аппаратов низкого напряжения по ГОСТ 12434-73 (для температуры окружающего воздуха +40° С)
|
|
Аппараты управления |
|
Аппараты |
распреде |
приемниками энергии. |
|
Продолжительный, пре |
|||
ления энергии. Про |
рывисто-продолжитель |
||
должительный режим |
ный, повторно-кратко |
||
работы |
временный и кратковре |
||
Наименование частей |
|
менный режимы работы |
|
аппарата |
в транс |
|
в транс |
|
|
||
в воздухе |
форма |
в воздухе |
форма |
торном |
торном |
||
|
масле |
|
масле |
1.Контакты, коммутиру ющие главные цепи:
а) |
из меди |
|
|
|
|
|
55 |
40 |
65; см. |
65; см. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
примечания |
примеча |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1, 2 |
ние 1 |
0) гальванически |
|
|
См. при |
50 |
См, при |
65 |
|||||
|
покрытые серебром |
мечание |
|
мечание 3 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
в) с накладками из сереб |
См. при |
50 |
См. при |
65 |
|||||||
|
ра |
и металлокерами |
мечание |
|
мечание 4 |
|
|||||
|
ческих композиций на |
4 |
|
|
|
||||||
|
базе серебра с окисью |
|
|
|
|
||||||
|
кадмия |
или с окисью |
|
|
|
|
|||||
|
меди |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Блок-контакты |
с |
на |
80 |
50 |
80; см. |
65 |
|||||
|
кладками из серебра |
|
|
примечание |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3. |
Контактные |
соедине |
|
|
|
|
|||||
|
ния внутри |
аппаратов |
|
|
|
|
|||||
|
и неразмыкаемые вин |
|
|
|
|
||||||
|
товые, |
болтовые, |
за |
|
|
|
|
||||
|
клепочные |
|
и |
другие |
|
|
|
|
|||
|
жесткие |
|
соединения |
|
|
|
|
||||
|
(кроме паяных и свар |
|
|
|
|
||||||
|
ных) : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
из меди и ее сплавов; |
55 |
50 |
55 |
55 |
||||||
|
из |
алюминия |
и |
его |
|
|
|
||||
|
сплавов без защитных |
|
|
|
|
||||||
|
покрытий |
контактных |
|
|
|
|
|||||
|
поверхностей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение прилож. Ill |
||
|
|
|
|
|
Аппараты распреде |
Аппараты управления |
|||
|
|
|
|
|
приемниками энергии. |
||||
|
|
|
|
|
ления энергии. Про |
Продолжительный, пре |
|||
|
|
|
|
|
должительный режим |
рывисто-продолжитель |
|||
Наименование частей |
работы |
ный, повторно-кратко |
|||||||
|
|
временный режимы работы |
|||||||
|
аппарата |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
в транс |
|
в транс |
|
|
|
|
|
в |
воздухе |
форма |
в воздухе |
форма |
|
|
|
|
|
торном |
торном |
|||
|
|
|
|
|
|
|
масле |
|
масле |
б) из меди и ее сплавов, |
65 |
50 |
65 |
65 |
|||||
из |
алюминия |
и |
его |
|
|
|
|
||
сплавов |
и |
из |
низко |
|
|
|
|
||
углеродистой |
стали, |
|
|
|
|
||||
защищенные |
от |
кор |
|
|
|
|
|||
розии покрытием кон |
|
|
|
|
|||||
тактных |
поверхностей |
|
|
|
|
||||
соответствующим |
ме |
|
|
|
|
||||
таллом, |
обеспечиваю |
|
|
|
|
||||
щим стабильность пе |
|
|
|
|
|||||
реходного |
сопротив |
|
|
|
|
||||
ления лучше меди |
|
|
|
|
|||||
в) из меди и ее сплавов |
95 |
50 |
60 |
65 |
|||||
и из низкоуглеродис |
|
|
|
|
|||||
той |
стали, |
защищен |
|
|
|
|
|||
ные |
от |
коррозии |
по |
|
|
|
|
||
крытием |
контактных |
|
|
|
|
||||
поверхностей |
сереб |
|
|
|
|
||||
ром |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.Обмотки многослой ных катушек с изоля
ционными материала ми нагревостойкостью по ГОСТ 8865-70:
класса А . . . |
65 |
60 |
80 |
60 |
|
» |
Е . . . |
80 |
60 |
90 |
60 |
» |
В . . . |
90 |
60 |
100 |
60 |
» |
F . . . |
ПО |
— |
120 |
— |
»Н 130 — 140 —
Примечания:
1. При продолжительном режиме работы превышение температуры дол жно быть не более 55° С.
2. Указанное превышение температуры при повторно-кратковременном ре жиме работы не должно быть большим при испытании в условиях, когда на контактах возникнет электрическая дуга.
3. Температура ограничивается нагревостойкостью соседних частей, если слой серебра не повреждается электрической дугой и не стирается при испы тании на механическую износостойкость при нагретых контактах. В противном случае эти контакты должны рассматриваться как не имеющие покрытия серебром.
4. Температура ограничивается нагревостойкостью соседних частей, но не должна превышать 20(г С.
Список литературы К гл аве первой
1-1. Нейман Л. Р., Демирчян К. С. Теоретические основы элект ротехники. T. 1 и 2. Л., «Энергия». 524 и 408 с.
1-2. Холявский Г. Б. Расчет электродинамических усилий в элек
трических аппаратах. |
Л. — М., |
Госэнергоиздат, 1962. 184 с. |
||||
1-3. Буйлов А. Я. |
Основы |
электроаппаратостроения. |
М. — Л., |
|||
Госэнергоиздат, 1946. 372 с. |
|
|
Реакторы. |
|||
1-4. Буткевич Г. В., Михайлов В. В., Ратгауз И. И. |
||||||
М. — Л., Госэнергоиздат, 1933. 182 с. |
|
|
||||
1-5. Залесский А. М. Электрические аппараты высокого напряже |
||||||
ния. Л. — М., Госэнергоиздат, 1957. 540 с. |
|
|
||||
1-6. Залесский А. М. и Бачурин Н. И. Изоляция аппаратов высо |
||||||
кого напряжения. Л. — М., Госэнергоиздат, |
1961. 258 с. |
|
||||
1-7. Романовский В. Б. Теория колебаний шин и изоляторов под |
||||||
влиянием электродинамических усилий. — В |
кн.: Высоковольтное ап- |
|||||
паратостроение. ОНТИ НКТП СССР, 1935. |
|
|
||||
1-8. Васильев А. А. Электрическая часть станций и подстанций. |
||||||
Ч. 1. М. — Л., Госэнергоиздат, 1963. 495 с. |
аппаратов. |
Под редакцие |
||||
1- |
9. Основы теории электрических |
|||||
Г. В. Буткевича. М., «Высшая школа», 1970. 600 с. |
|
|||||
|
|
К |
главе второй |
|
|
|
2- |
1. Залесский А. М., Кукеков Г. А. Тепловые расчеты электрич |
|||||
ских аппаратов. Л., «Энергия», 1967. 378 с. |
|
|
||||
2-2. Гордой А. В., Сливинская А. Г. Электромагниты переменного |
||||||
тока. М., «Энергия», 1968. 200 с. |
|
|
|
|||
2-3. Дружинин В. В. |
Магнитные свойства электротехнической |
стали. М., «Энергия», 1974. 240 с.
2-4. Чунихин А. А. Уменьшение активных потерь в ферромагнит ных частях масляного выключателя. — «Вестник электропромышлен ности», 1960, № 2.
2-5. Михайлов В. В. Расчет и конструирование высоковольтной аппаратуры. М. — Л., Госэнергоиздат, 1955. 270 с.
2-6. Брон О. Б. Электрические аппараты с водяным охлаждени ем. Л., «Энергия», 1967. 264 с.
2-7. Таев И. С. Электрические аппараты управления. Высшая школа, 1969. 446 с.
2-8. Новиков Ю. Н. Теория и расчет электрических аппаратов. Л., «Энергия», 1970. 327 с.
2-9. Афанасьев В. В. Конструкция выключающих аппаратов вы сокого напряжения. Л., «Энергия», 1969. 640 с.
2-10. Хомяков М. В. Уход за электрическими контактами. М., «Энергия», 1967. 104 с.
К гл аве третьей
3-1. Хольм Р. Электрические контакты. М., Изд-во иностр. лит., 1961. 464 с.
3-2. Электротехнический справочник МЭИ. T. 1. М., «Энергия», 1971. 880 с.
3-3. Брон О. Б. Электрическая дуга в аппаратах управления. Л. — М., Госэнергоиздат, 1954. 532 с.
3-4. Родштейн Л. А. Электрические аппараты. Л., «Энергия», 1971. 392 с.
3-5. Витенберг М. И. Расчет электромагнитных реле для аппара туры автоматики и связи. Л., «Энергия», 1966. 724 с.
3-6. Буткевич Г. В. и Иоффе Б. Е. Исследование пальцевых кон тактов масляных выключателей при больших силах тока. — «Теоре тическая и экспериментальная электротехника», 1932, № 5—6.
3-7. Кузнецов P. С. Аппараты распределения электрической энер гии на напряжение до 1000 В. М., «Энергия», 1970. 543 с.
3-8. Витенберг М. И. Расчет электромагнитных реле для аппара туры автоматики и связи. Л. — М., Госэнергоиздат, 1961. 704 с.
3-9. Мелашенко И. П. Дугостойкая металлокерамика для кон тактных систем силовых выключателей. М., ВИНИТИ, 1959.
3-10. Чунихин А. А., Годжелло А. Г., Логинов А. Д. Повышение надежности выключателя ВМГ-133 с приводами различных типов.— «Энергетик», 1963, № 9.
3-11. Баранов И. Б. Холодная сварка пластических металлов. М., Машгиз, 1959.
3-12. Хомяков М. В., Якобсон И. А. Термитная сварка многопро волочных проводов линий электропередачи и подстанций. М. — Л., Госэнергоиздат, 1960. 37 с.
3-13. Хомяков М. В. Испытание и контроль контактных соедине ний электрооборудования. М., «Энергия», 1964. 37 с.
3-14. Сотсков Б. С. Основы расчета и проектирования электро механических элементов автоматических и телемеханических уст ройств. М., «Энергия», 1965. 576 с.
3-15. Никифоровский H. Н. О коммутации тока при размыкании одной из двух параллельных цепей электрических аппаратов. — «Электричество», 1959, № 12.
3-16. Срибнер Л. А. Путевые выключатели на магнитоуправляе мых контактах. М., «Энергия», 1971. 56 с.
3-17. Буль Б. К., Шоффа В. Н. Магнитоуправляемые герметизи рованные устройства (герконы). Ч. I и II. М., Информстандартэлектро, 1967.
3-18. Харазов К. И. Реле с магнитоуправляемыми контактами. М., «Энергия», 1971. 88 с.
3-19. Буль Б. К., Шоффа В. Н., Коробков Ю. С. Сравнительный анализ основных принципов построения и перспективы развития им пульсных коммутационных элементов — ферридов. — «Электропро мышленность», 1972, вып. 2(10).