Режимы нагрева ЭА

Уравнение нагрева и охлаждения ЭА.

Все виды потерь преобразуются в теплоту, которая частично отдается в окружающую среду, а частично идет на нагревание ЭА. Условно считают, что нагрев происходит равномерно по всему объему, а теплота одинаково рассеивается по всей ее поверхности.

Уравнение теплового баланса: Q·dt = c·m·dq + S·λ·q·dt

Q · dt – количество теплоты, выделенное за время dt;

c · m · dq – количество теплоты, поглощенное частями ЭА и расходуемое на нагревание;

m – масса;

с – удельная теплоемкость материала;

q – превышение температуры ЭА над температурой окружающей среды (перегрев): q =q _г - q _х;

S·λ·q·dt – количество теплоты, рассеиваемой с поверхности в окружающее пространство;

S – площадь поверхности рассеяния;

λ – коэффициент теплового рассеяния.

1) В начальный период времени t = 0, q = 0.

S·λ·q·dt = 0, поэтому вся теплота идет на повышение температуры ЭА.

2) Затем количество теплоты, рассеиваемой в окружающее пространство, увеличивается.

3) ЭА настолько перегревается, что вся выделяющаяся при работе

Вся теплота будет рассеиваться в окружающем пространстве.

Q·dt = S·λ·q _уст ·dt

При этом повышение температуры ЭА прекращается: dq = 0; q = q _уст. Режим теплового равновесия.

Установившийся перегрев:

Уравнение нагревания:, (1)

где е – основание натурального логарифма (е≈ 2,718);

T= – – постоянная нагревания, показывающая то время, в течение которого данное тело нагрелось бы до наибольшей установившейся температуры, если бы не было рассеивания теплоты.

При охлаждении Q·dt = 0;

0 = c·m·dq + S·λ·q·dt;

–c·m·dq = S·λ·q·dt, т.е. излучение теплоты с поверхности будет происходить за счет накопленной теплоты.

Уравнение охлаждения: (2)

q

q _уст

Т  

t

(3...4) Т  

0,63 q _уст    

Допустимый уровень установившегося перегрева ограничивается классом нагревостойкости изоляции (Y,A,E,B,F,H,C)

·

t

t_огр

q

q

t

t

q_уст

q

продолжительный (S1), при котором температура нагрева аппарата достигает установившегося значения и аппарат при этом остается под нагрузкой длительное время.

· Прерывисто-продолжительный, при котором ЭА остается под нагрузкой при установившемся значении температуры ограниченное техническими условиями время.

· Кратковременный (S2), при котором в период нагрузки температура частей аппарата не достигает установившегося значения, а при отключении достигает температуры холодного состояния.

·

q

t_н

t_п

t_ц

t

q_уст

t

q_уст

q

КЗ

Повторно-кратковременный (S3), при котором температура частей электрического аппарата во время нагрузки не достигает установившегося значения, а за время паузы не достигает температуры холодного состояния.

Относительная продолжительность включения

· Режим короткого замыкания – частный случай кратковременного режима работы, когда температура значительно превосходит установившееся значение температуры при нормальном режиме работы.

Дата добавления: 2014-01-07