Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Электрические аппараты. Общий курс

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
27.13 Mб
Скачать

чета 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

 

 

 

ô

 

 

 

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.

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

 

 

 

 

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

 

 

/нИ,Р

 

 

0,2-4950

9‘

 

кртока

/н0

 

2Я„ср 1С

 

2-0.17-16.3

Значение Я0Ср определяем по рис. П-2.

ПРИЛОЖЕНИЕ ii Нагревостойкость электроизоляционных материалов

(по ГОСТ 8865-70)

Класс нагревостойкости

Y

А

Е

В

F

Температу-

Характеристика основных групп электро-

ра ®С3

изоляционных материалов,

соответствую-

у *

щих данному классу нагревостойкости

90

Непропитанные и

 

не погружен­

 

ные в жидкий электроизоляционный

 

материал волокнистые материалы из

 

целлюлозы, хлопка и шелка, а так­

 

же соответствующие данному классу

 

другие материалы и другие сочетания

105

материалов

или

погруженные

Пропитанные

 

в жидкий электроизоляционный мате­

 

риал волокнистые материалы из цел­

 

люлозы, хлопка или шелка, а также

 

соответствующие данному классу дру­

120

гие сочетания материалов

 

Некоторые синтетические органи­

 

ческие пленки, а также соответствую­

 

щие данному классу другие материа­

130

лы и другие сочетания материалов

Материалы

на

основе

слюды

 

(в том числе на органических подлож­

 

ках), асбеста и стекловолокна, при­

 

меняемые с органическими связующи­

 

ми и пропитывающими составами, а

 

также соответствующие данному клас­

 

су другие материалы и другие сочета­

155

ния материалов

на

основе

слюды,

Материалы

 

асбеста и стекловолокна, применяемые

 

в сочетании с синтетическими связу­

 

ющими и пропитывающими

состава­

 

ми, а также соответствующие данному

 

классу другие материалы и другие

 

сочетания материалов

 

 

 

 

Материалы на основе слюды, ас­

Н180 беста и стекловолокна, применяемые

всочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими со­ ставами, кремнийорганические эла­

стомеры, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов

СБолее 180 Слюда, керамические материалы,

стекло, кварц, применяемые без свя­ зующих составов или с неорганичес­ кими или кремнийорганическими свя­ зующими составами, а также соответ­ ствующие данному классу другие ма­ териалы и другие сочетания материа­ лов

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).