电器的发热,工作制和热稳定性.ppt

第2讲：电器的发热、工作制和热稳定性 本讲课程主要内容 （1）电器的发热计算与牛顿公式 generating heat calculation of electrical apparatus and Newton formula （2）电器的工作制及其发热计算 character of service of electrical apparatus and its generating heat calculation （3）短路时的发热过程和热稳定性 generating heat process at short circuit and heat stability ?电器的发热计算是有内部热源时的发热计算 * 电器原理 电器原理 改写 第四节 电器的发热计算与牛顿公式 热源的热平衡方程 特解 --------牛顿公式 辅助方程 辅助方程的解 通解，即发热体的温升 当t=0时，温升τ=0，故C1=-P/(KTA)，而 显然，当t→∞时，温升τ将达到其稳态值 --------牛顿公式 发热时间常数 电器脱离电源后 发热过程和冷却过程曲线 解 由于t=0时，τ=τs，故积分常数C2=τs 冷却过程的方程 若电器接通电源时已有初始温升τ0，即t=0时，τ=τ0 热源的热平衡方程 的通解，即发热体的温升为 例 横截面为a×b的矩形导体外包一层厚度为δ的绝缘层，其热流方向见图1-6a。已知导体单位长度内的功率损耗为p、导体温度为θ1，绝缘层热导率为λ，试作其发热计算。 解 令导体和绝缘层单位长度上的外表面积为A10及A20，绝缘层外表面的温度为θ2，周围介质温度为θ0。按傅立叶定律，绝缘层内温差 而按牛顿公式，绝缘层外表面与周围介质间的温差 因此，导体与周围介质的温差、即温升为 热阻 有绝缘导体的发热计算 例 试讨论电磁铁励磁线圈的温升计算。 解线圈发热计算通常是考虑其平均温度，即认为全部线匝温度相同。但实际上表层热量是直接而迅速地散往周围介质，内层热量要先传至毗邻的也已发热的各层，故线圈内层温度较诸表层为高。线圈绕组温度分布大抵如图所示，其最高温度θm与表面温度θ1之差 对于圆截面导线绕的线圈 对于矩形截面导线绕的线圈 线圈相对周围介质的温升以牛顿公式计算， 其等效散热面积为 线圈内的温度分布 一、长期工作制(八小时工作制和不间断工作制 ) t1》4T 第五节 电器的工作制及其发热计算 二、短时工作制 t14T、t2》4T 电器工作于长期工作制时，其温升可以达到稳态值。按牛顿公式求得的 稳态温升值应当小于或等于其允许极限温升，即 短时工作制的温升曲线 若t1《T 三、断续周期工作制 断续周期工作制的温升曲线 当t1+t2《T时 方法2： 无限递推，利用级数和极限的概念 第六节 短路时的发热过程和热稳定性 短路电流存在时间 绝热过程 若短路时间 ，绝热过程的发热方程 pdt=cmdθ 若已知c、γ、ρ和θ间的关系，而起始温度θ0又已给定。函数[A0]和[Asc]均可求得，且可用曲线表示 确定[A]值用的曲线 * * * 题目