Електродинамічні зусилля при змінному струмі

Якщо i=I_msint і струми в провідниках одинакові (однофазне коло), тоді сила взаємодії двох паралельних струмопроводів:

(6.30)

де

Рис. 6.8. Миттєві значення е.д.с. при змінному струмі

Отже, електродинамічна сила при змінному струмі пульсує від 0 до Рm з частотою, рівною подвійній частоті напруги живлення, як це показано на рис.6.8. При вмиканні кола змінного струму необхідно врахувати і дію аперіодичної складової. При розрахунках електродинамічних сил від дії струмів короткого замикання аперіодичну складову враховують за допомогою ударного коефіцієнта Куд, котрий приймають рівним 1,8 (Куд= iуд/Im 1,8). Тоді максимально можливе значення е.р.с. в колі змінного струму (6.31)

Аналіз е.р.с., котрі діють в трифазній системі у випадку розміщення струмопроводів в одній площині показує, що на середню фазу діє знакозмінне зусилля з подвійною частотою напруги, а на крайні фази - пульсуюче. При цьому максимальне зусилля діє на струмопровід середньої фази. Тому в трифазних колах розрахунок е.р.с. проводять для середньої фази з урахуванням ударного струму. При цьому необхідно оцінити можливі резонансні явища з умови, щоб власна частота коливань системи струмопроводів була по крайній мірі в 2 рази вищою частоти е.д.с. Так, наприклад, власна частота коливань шини, закріпленої на ізоляторах, визначається залежністю

(6.32)

де К - коефіцієнт, котрий визначається способом кріплення; l - довжина прольоту;

E - модуль пружності; j - момент опору; m - маса одиниці довжини шини.

Контрольні запитання

1. Що називають електродинамічною стійкістю електричного апарата? Якими величинами виражається ця властивість електричного апарата?

2. Які методи використовуються для розрахунку електродинамічних зусиль?

3. Визначте величину електродинамічного зусилля, що виникає між паралельно розміщеними шинами прямокутного січення мм². Довжини шин – 2м. Віддаль між осями шин а=20мм і по них тече струм І=54кА. При розв’язуванні задачі прийняти, що коефіцієнт форми при розміщені шин широкими сторонами одна до одної становить 0.44.Які особливості при розрахунку електродинамічних зусиль враховуються за допомогою коефіцієнтів геометрії та форми?

4. Визначте електродинамічне зусилля, що виникає між двома витками циліндричного одношарового реактора, радіус якого – 1м. Витки мають крок – 10мм. Струм через реактор І=12кА. Взаємна індуктивність між витками визначається за формулою .

5. Визначте електродинамічне зусилля, направлене на розрив витка циліндричного одношарового реактора та зусилля, що стискає витки цього реактора. Радіус реактора – 1м. Витки мають крок – 10мм. Витки виконані з дроту d=10мм. Струм через реактор І=12кА. Взаємна індуктивність між витками визначається за формулою , а власні індуктивності витків - .

6. Яке електродинамічне зусилля виникає в місцях зміни поперечного січення провідника?

7. Яким чином при визначенні електродинамічного зусилля при змінному струмі враховується дія аперіодичної складової струму?

8. Яка з фаз трифазної системи розміщеної у площині зазнає впливу максимального електродинамічного зусилля? Який характер зміни електродинамічного зусилля в крайніх та середній фазах?