Tài liệu TÍNH TOÁN NHIỆT Chương 6f docx

/- TÍNH TOÁN NHIỆT CỦA MẠCH TỪ XOAY CHIỀU VÀ VÒNG NGẮN MẠCH Đối với mạch từ một chiều do không có tổn hao , do dòng điện xoáy và từ trễ nên lõi thép không nóng , độ tăng nhiệt của lõi t

/- TÍNH TOÁN NHIỆT CỦA MẠCH TỪ XOAY CHIỀU VÀ VÒNG

NGẮN MẠCH

Đối với mạch từ một chiều do không có tổn hao , do dòng điện xoáy và từ trễ nên lõi thép không nóng , độ tăng nhiệt của lõi thép chủ yếu là do sự truyền nhiệt từ cuộn dây vào lõi thép

Đối với mạch từ nam châm điện xoay chiều ta có thể tính toán phát nóng cùng với cuộn dây như ở phần phát nóng cuộn dây đã trình bày , hoặc tính riêng rẽ phát nóng của mạch từ do các tổn hao trong mạch từ gây nên

Độ tăng nhiệt của vòng ngắn mạch có thể được xác định bằng công thức Newton

lv = ' ' '' ''

vn tv vn tv

vn

S K S K

P

 0C Trong đó

Rvn- tổn hao công suất trong vòng ngắn mạch ở nhiệt độ Өvn = vn mt thường đạt đến 200 – 250 0C

S vn' ,K tv' ,S vn'' ,K tv'' : bề mặt và hệ số toả nhiệt của các phần vòng ngắn mạch tiếp xúc với lõi thép mạch từ và phần được

Đối với các phương pháp lắp ráp vòng ngắn mạch thông thường nhiệt độ phát nóng của nó trong dải từ 50 – 250 0C , khi nhiệt độ môi trường xung quanh là 15 – 40 0C có thể lấy ;

'

tv

K = 29(1+0.0068 Өvn) W/m2 0C ''

tvn

K = 30(1 + 0.0017 Өnv) W/m2 0C Bài 6-6/-TÍNH TOÁN NHIỆT CỦA TOÀN BỘ KHÍ CỤ ĐIỆN

I/-Nhiệm vụ và các dạng tính toán nguồn nhiệt

1)Nhiệm vụ :

Sau khi tính toán và thiết kế tất cả các chi tiết của khí cụ điện ta phải kiểm nghiệm nhiệt bao gồm các nhiệm vụ sau :

a) – Xác định nhiệt độ trên bề mặt các chi tiết kim loại , xác định nhiệt độ lớn nhất và nhiệt độ trung bình bên trong các cụm có chứa vật liệu cách điện

b) - Xác định nhiệt độ môi trường làm mát bên trong vỏ đối với các khí cụ điện có vỏ bao ngoài

c) – Xác định nhiệt độ bên ngoài của thành vỏ hộp

2)Nguồn nhiệt

Nhiệt được sinh ra ở các nguồn nhiệt sau

- Vật dẫn điện (thanh dẫn )

- Các tiếp điểm đóng cắt dòng điện hoặc không đóng ngắt (các mối nối tiếp xúc tháo được và không tháo được )

- Cuộn dây nam châm điện

- Mạch từ xoay chiều , trong đó có vòng ngắn mạch

- Hồ quang điện khi vận hành khí cụ điện

- Các chi tiết không dẫn điện đặt trong từ trường

- Ma sát ở các khớp động của các chi tiết và trong các bộ phận xoắn xung

- Các nguồn nhiệt khác

II/-XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT VỎ NGOÀI

Tuỳ theo kết cấu của vỏ ngoài mà toàn bộ lượng nhiệt có thể toả ra ở vỏ hoặc chỉ toả ra ở vỏ một phần , còn một phần nhờ không khí đưa ra khỏi vỏ qua các lỗ thông gió

Việc tính toán nhiệt bề mặt ngoài của vỏ ở chế độ dài hạn ổn định có thể thực hiện theo công thức Newton (6-12)

P = KtSbmτ (W)

Trong đó :

P- gồm tất cả các tổn hao trong khí cụ điện

Kt- hệ số toả nhiệt có thể lấy ở bảng 5-5 khi cần chính xác ta cần xác định riêng rẽ hệ số toả

nhiệt của đối lưu và bức xạ

Sbm- bề mặt làm mát gần đúng có thể phân làm 3 phần :

Phía dưới Sd phần giữa Sg , và phần phía trên St để tính đến các điều kiện toả nhiệt khác

nhau ở các phần đó của vỏ

Công thức Newton lúc này có dạng

P = Ktd.Sd.τd + KdgSgτg + KttStτt

Độ tăng nhiệt trong các phần vỏ không được vượt quá trị số đã quy định

III/-TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH VÀ NHIỆT ĐỘ CỰC ĐẠI CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN ĐẶT TRONG VỎ KÍN

Các nam châm điện hút lõi thép phản ứng vào trong cuộn dây có thân vỏ thép bằng gang , là những khí cụ điện đặt trong vỏ kín

Trong bộ nhiệt sinh ra được toả ra từ bề mặt thân để chủ yếu bằng đối lưu

và bức xạ chỉ một

phần nhỏ nhiệt được toả ra bằng dẫn nhiệt từ bề mặt thân dễ qua những chi tiết lắp đặt cố định nó , ta có thể bỏ qua phần này

Nhiệt độ bề mặt thân Өth và độ tăng nhiệt được xác định theo công thức Newton

Nhiệt độ bề mặt ngoài của dây quấn được xác định theo công thức :

Өn = Өth + PRdqth

Ở đây :

Өn - nhiệt độ của bề mặt ngoài dây quấn

P công suất toả ra từ dây quấn qua thân

Rdqth - nhiệt trở của các lớp trung gian giữa bề mặt cuộn dây và bề mặt thân

Rdqth =

v md

v md

R R

R R

 5 0

5

v v

v md md md

v v

v md md md

S

S















 5

0

5

0

=

md md v v v md

v md

S

S  









 5

0

5 0

Trong đó :

Sv , Smd- Diện tích bề mặt vỏ và mặt đầu cuộn dây

 ,v md - Hệ số dẫn nhiệt của phần vỏ và mặt đầu được xác định

v =

kkv

khv cdv cdv

kkv cdv







  và md =

kkmd

khmd cdmd

cdmd

khmd cdmd







 

khv

cdv 

 , chmd, khmd : chiều dày lớp cách điện và lớp không khí trung gian giữa vỏ và cuộn dây

Nhiệt độ cực đại Өmax và nhiệt độ trung bình bên trong cuộn dây được xác định như ở phần tính nhiệt cuộn dây đã giới thiệu