Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Потери в проводниках и деталях электрических аппаратов, поверхностный эффект и эффект близости

НАГРЕВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Нагрев электрических аппаратов

ЛЕКЦИЯ №3

2.1 Потери в проводниках и деталях электрических аппаратов, поверхностный эффект и эффект близости.

2.2 Отдача теплоты нагретым телом, коэффициент теплообмена.

2.3 Нагрев и охлаждение однородного проводника по времени: уравнение теплового баланса, нагрев и расчет сечения при длительном режиме с постоянной нагрузкой, выбор сечения по таблицам ПУЭ.

 

 

 

При протекании тока в проводниках и деталях электрических аппаратов возникают потери электрической энергии в виде тепла. Тепловая энергия расходуется частично на нагрев аппарата и частично рассеивается в окружающую среду. Подсчитано, что ≈5% электроэнергии теряется, чтобы подвести электрическую энергию от электрических станций к потребителям на уровне напряжения 10,0 кВ.

Потери в проводниках и деталях электрических аппаратов

Мощность, теряемая в проводнике

(1)

где I – действующий ток проводника, R – сопротивление проводника.

Сопротивление при постоянном токе

(2)

где ρ0 – удельное сопротивление, l – длина, S – сечение, α - температурный коэффициент сопротивления, θ – температура проводника.

Активное сопротивление и потери при переменном токе будут больше из – за дополнительных потерь

(3)

где k Д – коэффициент дополнительных потерь, который равен

(4)

где k П – коэффициент поверхностного эффекта, k Б – коэффициент эффекта близости.

Поверхностный эффект

Переменное магнитное поле, охватывающее проводник, обтекаемый переменным током, индуцирует в этом проводнике ЭДС, которая создаёт ток, направленные, согласно правилу Ленца, навстречу приложенному напряжению и основному току.

 

Центральные слои проводника пересекаются большим магнитным потоком, чем наружные,

Ф1 > Ф2

(рис. 1) и наводимая в них противо – ЭДС больше.

Это приводит к вытеснению тока к поверхности проводника, уменьшению плотности тока в центре и увеличению у поверхности, что будет восприниматься как увеличение активного сопротивления.

Чем больше частота f и больше диаметр проводника d ПР, тем больше k П.

Эффект близости

Магнитное поле соседнего проводника пересекает данный проводник и наводит в нем ЭДС. Эта ЭДС создает ток в теле проводника, который геометрически складывается с основным током. В результате ток по течению распределяется неравномерно.

На рис. 2 приведены две шины, токи направлены в одном направлении.

 
 

 

 


Ближние слои в шине с током i 1 охватываются большим магнитным потоком Ф1, созданным током i 2 соседней шины, и противо ЭДС в них больше, а плотность тока меньше (рис.2). Если токи в противоположных направлениях, то в ближних слоях плотность тока больше. Эффект близости также может приводить к увеличению потерь в проводнике.

На рис. 2 приведена упрощенная схема. В действительности первой шиной также создаётся магнитный поток и образуется результирующее магнитное поле.

 

Потери в магнитных материалах

В магнитных материалах под действием переменного магнитного поля в элементарных цилиндрических слоях появляются ЭДС и вихревые токи таких направлений, которые противодействуют изменению основного потока (правило Ленца). Помимо потерь на вихревые токи Р В существуют потери, обусловленные гистерезисом Р Г.

Полные потери в стали магнитопровода

(5)

где k Г=1,9–2,6; k В=0,4–1,2 – коэффициенты потерь на гистерезис и вихревые токи, они зависят от материала сердечника (толщины пластин и др.), Bm – максимальное значение индукции в сердечнике,

G – масса магнитопровода, f – частота тока.

Для снижения этих потерь сердечники изготавливают шихтованные из магнитомягкого материала.

Удельные потери в различной стали сердечников при частоте 50,0 Гц приведены в приложении П1.

Вывод. За счет указанных потерь электрические аппараты нагреваются и отдают тепло в окружающую среду. Нагрев происходит также в местах контактирования поверхностей за счет переходного сопротивления контактов.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Графическое изображение электрических аппаратов в | Отдача теплоты нагретым телом, коэффициент теплообмена
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 757; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.