Розрахунок сил і моментів при різних формах струмопроводів

Рис. 6.4. Визначення е.д.с. між взаємноперпендикулярними струмопроводами.   Рис. 6.5. Е.д.с. у струмопрово­ді П-подібної форми.

а) в електричних апаратах часто зустрічається форма струмопровода, зображеного на рис.6.4. Для цього випадку індукція від напівбезмежного провідника в точці х (за винятком х< r) визначається виразом (6.20) Повна сила, яка діє на провідник довжиною ²а²   (6.21) Епюру розподілу електродинамічних сил, котрі діють на перемичку, показано на рис.6.4. б) у апаратах низької і високої напруги силовий контур може мати форму петлі, показаної на рис.6.5. У даному випадку силу взаємодії елементів такого контуру доцільно визначити, користуючись енергетичним методом. Відомо, що індуктивність П-подібної петлі рівна (6.22) Тому е.д.с., котра діє на перемичку, можна визначити як похідну запасу Wм по l. Тоді результуюче зусилля, котре діє на перемичку (6.23)

На практиці дуже часто необхідно розрахувати результуючу силу для системи стру­мопроводів із складним розміщенням окремих елементів. У таких випадках доцільно скористатись принципом накладання і результуюче зусилля, котре прикладено до якогось елемента, одержують шляхом алгебричного сумування окремих складових.

Рис. 6.6. Е.д.с. у коловому витку

в) р озрахунок е.д.с. в коловому витку (зображеному на рис.6.6). Індуктивність колового витка при r/R£0,25 визначається залежністю: (6.24) Результуюче зусилля, котре діє у витку радіуса R: (6.25) Сила PR прикладена до кола довжини 2pR. При розрахунку електродинамічної стійкості необхідно визначити зусилля Рq, котре розриває виток. Очевидно,що: (6.26)

де - питома сила на одиницю довжини витка.

Здійснивши інтегрування (6.26), дістанемо

(6.27)

Якщо коловий виток знаходиться в магнітному полі, створеному іншими струмопроводами, тоді крім розрахованого за (6.27) виникає додаткове зусилля як результат взаємодії струму з витком і цим магнітним полем.

Рис. 6.7. Е.д.с. при зміні площі перетину провідника

г) Електродинамічні зусилля в місцях зміни площі поперечного перетину провідника. Електродинамічна сила, яка діє в місці зміни перетину циліндричних струмопроводів залежить тільки від співвідношення кінцевого і початкового радіусів струмопровода і визначається як: (6.28) де r1 і r2 див. рис.6.7. В електричних контактах при переході струму з одного контакту в інший за рахунок викривлення ліній струму діє сила, яка розриває контакти. Ця сила розраховується аналогічно, як і в попередньому випадку:

(6.29)

де r_к - радіус контактної площадки.

Для надійної роботи контактів необхідно забезпечити силу стикування контактів більшу від можливого електродинамічного зусилля.

Дата добавления: 2017-02-01