16. Нагрев и охлаждение однородного проводника во времени при кратковременном и повторно-кратковременном режиме работы.

При кратковременном режиме.

Кривая 1 – кривая нагрева для продолжительного режима.

Кривая 2 – кривая нагрева для кратковременного нагрева.

Кривая 3 – кривая охлаждения.

- кратковременной нагрузки

При кратковременном режиме работы проводник следует нагрузить так, чтобы к концу работы превышение температуры составило: .

При такой нагрузке в продолжительном режиме достигается температура : . Коэффициент перегрузки по мощности для кратковременного режима работы:

Повторно-кратковременный режим.

В этом режиме периоды нагрузки ( ) чередуется с паузами ( )

– суммарная времени (цикл).

Характеристики режима.

1. Относительная продолжительность включений в %

2. Частота включения, т.е. числом циклов в час.

Из графика видно: с некоторого момента времени наступает состояние, при котором температура повышается, либо понижается на одинаковую величину. При этом температура не превышает допустимой .

17. Нагрев однородного проводника при коротком замыкании.

Особенности нагрева при КЗ:

1. большой ток и малая длительность(от 0,001 с до нескольких секунд)

2. Допускается более высокая температура нагрева проводника (в 2-3 раза), чем при номинальном токе. Теплоотдача составляет 1.3% от всей выделяемой энергии, т.е. вся энергия идёт на нагрев. Уравнение теплового баланса принимает =>вид:

i-мгновенный ток; - удельное сопротивление; - плотность материала проводника; С- удельная теплоёмкость; S- сечение проводника;

K_д- коэффициент доп. потерь.

Для упрощения расчетов значения и С берут для температуры нагретого проводника, т.е. делают их независимыми от температуры. Тогда температура нагрева проводника при КЗ равна:

; -плотность тока, [ ]

- превышение температуры проводника над окружающей средой в момент начала КЗ.

A B- процесс нагрева при номинальном токе (продолжительный режим работы)

BC- нагрев при КЗ.

CD- охлаждение после КЗ.

18. Нагрев катушек эа.

Особенности катушек ЭА:

1. Состоит из проводника, изоляции и прослоек воздуха.

2. В разных слоях катушки разные температуры (внутри катушки температура выше)

3. Пропитка обмотки повышает общую теплопроводность катушки и теплоотдачу на (5-10)%.

4. Наружная боковая поверхность является основной теплоотдающей поверхностью.

5. Теплоотдача происходит конвекцией.

6. Внутри катушки при плотном приложении сердечника теплоотдача с внутренней поверхности происходит за счёт теплопроводности (сердечник)

7. Теплоотдачей с торцовых частей катушки по конструктивным особенностям пренебрегают.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР ПО КАТУШКЕ

τ ₁,τ₂- превышение температуры на наружной/внутр. поверхностях.

τ_m- максимальное превышение температуры.

r_m- расстояние на котором температура на катушке максимальна.

Для средней температуры катушки применима формула:

I₀,R₀- ток и сопротивление холодной катушки

K_т.ср.- средний коэффициент теплопроводности

α- температурный коэффициент сопротивления

F_экв.- эквивалентная поверхность рассеивания катушки

β- экспериментальный коэффициент