Особенности расчета нагрева обмоток аппаратов

Расчеты процессов нагревания и охлаждения катушек и обмоток электрических аппаратов существенно усложняются, поскольку катушки представляют собой неоднородное тело, состоящее из проводника, изоляции, прослоек воздуха, пропитывающего материала. Поскольку все эти материалы имеют разную теплопроводность, температура внутри катушки распределяется неравномерно. Эта неравномерность усиливается различными условиями охлаждения поверхностей катушки. Основная отдача тепла происходит с

 

наружной и торцевых поверхностей, которые охлаждаются за счет конвекции воздуха. Внутренняя поверхность плотно прилегает к сердечнику, и поэтому ее охлаждение у электромагнитов постоянного тока происходит за счет теплопроводности сердечника, а у электромагнитов переменного тока возможен даже дополнительный нагрев этой поверхности от сердечника за счет потерь в стали.

Можно определить средний установившийся перегрев в соответствии с (4.13):

τ _у.ср = , (4.25)

где I₀, R₀ – ток и сопротивление холодной катушки; S_экв = S_нар + β S_вн – эквивалентная охлаждаемая поверхность; S_нар и S_вн – площади наружной и внутренней поверхностей; β – коэффициент, учитывающий отвод тепла от внутренней поверхности: β =0, 9 для бескаркасных катушек; β = 1, 7 для каркасных катушек; β = 2, 4 для катушек, намотанных на сердечник. α –

Рис. 4.4. Нагрев обмоток аппарата

тепловой коэффициент сопротивления материала проводника. В катушках аппаратов постоянного оттока можно с достаточной точностью предположить что теплоотдача с торцов незначительна. При этом распределение температуры по сечению катушки будет иметь вид, показанный на рис. 4.4. Тогда температура наружной поверхности

будет:

 

τ _нар = , (4.26)

где Р – мощность потерь в катушке. Температура перегрева внутренней поверхности может быть приблизительно принята максимальной (для катушек переменного тока это даже более оправдано). Тогда, исходя из закона распределения температуры в катушке, получим:

τ _вн = τ _max = τ _нар + ln + ( - ), (4.27)

где λ – эквивалентный коэффициент теплопроводности катушки;

Р₀ – мощность потерь на единицу объема катушки;

r_нар и r_вн – наружный и внутренний радиусы катушки.

Эти особенности катушек постоянного и переменного тока учтены в их конструкции. Катушки электромагнитов переменного тока имеют малую высоту и толстый слой намотки, что позволяет уменьшить поверхность контакта в магнитопроводом. Катушки электромагнитов постоянного тока выполняются высокими, с тонким слоем намотки.

 

Предельно допустимые температуры элементов аппаратов

Температура, при которой гарантируется надежная длительная работа

аппарата и воздействие которой проводники и детали могут выдержать без понижения своих электрических и механических свойств, называется предельно допустимой. ГОСТ нормирует два значения допустимой температуры: при нормальном продолжительном режиме работы и при коротком замыкании. Для изолированных проводников допустимая температура длительного режима определяется классом изоляции

(табл. 4.1). Для неизолированных деталей допустимая температура определяется только их механической прочностью. Допустимая температура

 

контактов определяется началом интенсивного окисления. Для нетоковедущих частей допустимая температура определяется соприкасающимися с ними деталями.

Таблица 4.1

Допустимые температуры для разных классов изоляции

 

Допустимая температура, 0С	Класс изоляции	Материал
	Y	Непропитанные материалы из хлопчатобумажной ткани, шелка, целлюлозы
	A	Те же материалы с пропиткой
	E	Синтетические пленки
	B	Материалы на основе слюды, асбеста, стекловолокна с органическими связками
	F	Те же материалы с синтетическими связками
	H	Те же материалы с кремнийорганическими связками
		Слюда, кремнийорганика, стекло, кварц без связок или с неорганическими связками

 

Лекция 6

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. С учетом условия развития, особенности инфицирования и состояния иммунитета
2. VII. Особенности метаболизма почечной ткани. Ферменты почек
3. Акционерные общества, их виды и особенности.
4. АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
5. Анатомо-физиологические особенности женской репродуктивной системы.
6. Анатомо-физиологические особенности и иммунная реактивность молодняка
7. Анатомо-физиологические особенности и классификация
8. Анатомо-физиологические особенности кроветворения, классификация, основные синдромы.
9. Анатомо-физиологические особенности органов дыхания у детей
10. Анатомо-физиологические особенности полости рта, глотки, пищевода, желудка, кишечника
11. Анатомо-физиологические особенности формирования потребностей
12. Анатомо-физиологические особенности, основные синдромы и классификация