Контрольная работа №1 вариант 3 Содержание Тепловые процессы в электрических и магнитных цепях 3
жүктеу/скачать 1.53 Mb.
|
|
ГАПОУ Стерлитамакский колледж строительства и профессиональных технологий Электрические машины и аппараты Контрольная работа №1 вариант 3 Содержание
1. Тепловые процессы в электрических и магнитных цепях Потери в проводниках при постоянном токе: Р = I2 * R, при переменном токе: Р = Кд * I2 * R, Кд – коэффициент, зависящий от поверхностного эффекта и эффекта близости. Потери в деталях из магнитных материалов: Рст = Рв + Рг. Для любого проводника при нагреве (t = 0) справедливо уравнение теплового баланса: P dt = G c dt + F kт τ dt. Количество теплоты, выделяемое в проводнике, равно количеству теплоты, поглащаемому проводником, плюс количество теплоты излучаемому с поверхности проводника. Для установившегося режима работы проводника (t = ) справедливо уравнение теплового равновесия: P dt = F kт τ dt. Количество теплоты, выделяемое в проводнике, равно количеству теплоты, излучаемому с поверхности проводника. При отключении работающего проводника наступает его охлаждение. Уравнение теплового баланса при охлаждении имеет вид: 0 = G c dt + F kт τ dt. Продолжительным (S1) называется режим работы, при котором нагрев продолжается столько времени, что температура проводника успевает достичь установившихся значений. Уравнение нагрева проводника при продолжительном режиме работы с холодного состояния имеет вид: τ = τ уст (1-е -t / Т). Уравнение нагрева проводника при продолжительном режиме работы с некоторой температуры имеет вид: τ = τ уст (1 – е -t / Т) + τ 0 е -t / Т. Уравнение охлаждения имеет вид: τ = τ 0 е – t / Т, где Т – постоянная времени нагрева: T = Gc / Fkт. Кратковременным (S2) называется режим работы, когда периоды нагрузки чередуются с периодами отключения, причем периоды нагрузки настолько малы, что проводник не успевает нагреться до установившихся температур, а периоды отключений настолько велики, что проводник успевает охладиться до температуры окружающей среды. Температура нагрева проводника не достигает установившихся значений. Рисунок 1.1 – Диаграмма нагрева и охлаждения проводника при продолжительном режиме работы Уравнения нагрева и охлаждения проводника имеют такой же вид, что и при продолжительном режиме работы, диаграмма нагрева существенно отличается и имеет вид, показанный на рис. 1.2. Рисунок 1.2 – Диаграмма нагрева и охлаждения проводника при кратковременном режиме работы Повторно-кратковременным (S3) называется режим работы, когда периоды нагрузки чередуются с периодами отключения, причем периоды нагрузки настолько малы, что проводник не успевает нагреться до установившихся температур, и периоды отключений также малы, что проводник не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Уравнения нагрева и охлаждения проводника имеют такой же вид, что и при продолжительном режиме работы, диаграмма нагрева существенно отличается и имеет вид. Рисунок 1.3 – Диаграмма нагрева и охлаждения проводника при повторно-кратковременном режиме работы tц = tр + tп . Нагрев катушек. Катушка электрических аппаратов представляет собой неоднородное тело, состоящее из проводника, изоляции и прослоек воздуха или пропитывающего материала (лак, компаунд). Теплота, выделяемая во всем объеме катушки, должна проходить к поверхности через материалы с разной теплопроводностью. В разных слоях катушки будут и разные температуры. Разные участки поверхности катушки в разной степени участвуют в теплоотдаче. Наружная боковая поверхность, как правило, бывает открытой и является основной теплоотдающей поверхностью. Теплоотдача здесь происходит за счет естественной конвекции. Внутри катушки проходит сердечник. Из-за малых зазоров естественная конвекция здесь затруднена, поэтому теплоотдача здесь идет за счет теплопроводности. Торцевые поверхности катушки закрыты изоляционными крепежными деталями с низкой теплопроводностью. Таким образом, процесс нагрева катушек представляет собой сложное явление. Распределение температуры по катушке неравномерно как в радиальном направлении, так и по высоте. Точный расчет распределения температуры связан с большими трудностями. Допустимая температура нагрева частей аппаратов. Термическая стойкость. Для обеспечения надежной работы аппарата в пределах всего срока службы температура его частей не должна превышать некоторого определенного значения, называемого допустимой температурой, устанавливаемой стандартами. При этом различают допустимые температуры при номинальных режимах и режимах короткого замыкания. Так как длительность короткого замыкания мала (не более 5 с), а сами замыкания относительно редки, то допустимые температуры в этом случае в 2-3 раза выше, чем при длительном режиме. Допустимые температуры изолированных проводов и деталей определяются нагревостойкостью (классом изоляции) по ГОСТ и механической прочностью материала деталей. Для неизолированных деталей допустимая температура определяется механическими свойствами материалов и свойствами материалов изоляционных деталей, с которыми они соприкасаются. Допустимая температура контактов и контактных соединений определяется температурой, исключающей их интенсивное окисление. Для нетоковедущих деталей: несущих, крепежных, защитных и других допустимые температуры определяются механической прочностью и условиями безопасной эксплуатации. Термической стойкостью аппарата называется способность аппарата выдерживать без повреждений и без превышения допустимой при КЗ температуры прохождение токов КЗ называется. 2. Реле времени. Виды, устройство, принцип работы Для обеспечения выдержки защит или построения логических электронных схем в их состав включаются элементы, обеспечивающие задержку срабатывания. В качестве такого элемента большинство современных электрических цепей использует реле времени. Реле времени предназначено для формирования нормируемых временных задержек при работе каких-либо устройств. Такие логические элементы позволяют выстраивать определенную последовательность в переключениях и срабатывании приборов. Благодаря отложенной подаче напряжения производится автоматическое управление выдаваемыми с реле времени сигналами. Реле времени устанавливают в цепях защит в качестве промежуточного элемента для обеспечения селективности, построения ступеней, сценарных переходов и т.д. Конструктивно реле времени состоит из нескольких элементов, число и функции которых могут существенно отличаться в зависимости от типа реле. Общими блоками являются измерительный, блок задержки и рабочий. Первый из них представлен электромагнитными катушками, полупроводниковыми элементами, микросхемами, реагирующими на поступающие сигналы электрического тока. Блок задержки выполняется часовым механизмом, мостом, электромагнитным или пневматическим демпфером. Рабочий элемент представляет собой контакты или выход из аналоговой или цифровой схемы, контролирующих подачу напряжения в те или иные цепи. В зависимости от конструктивных особенностей конкретной модели будет отличаться и принцип ее работы. Принцип действия реле времени заключается в создании временного интервала от начала подачи сигнала на реле времени до получения этого сигнала потребителем. Дальнейшие операции и подача питания на рабочий элемент будет коренным образом отличаться в соответствии с типом устройства, поэтому рассматривать принцип действия следует для каждого вида реле времени отдельно. жүктеу/скачать 1.53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|