Презентация на тему: Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах

Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах
Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах
Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах
Методы расчета электродинамических усилий
Первый метод
Закон Био-Савара-Лапласа
Второй метод
Электродинамические силы между параллельными проводниками бесконечной длины
ЭДУ между параллельными проводниками
ЭДУ между параллельными проводниками
Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах
Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах
ЭДУ, действующие на перемычку (90 0 )
ЭДУ, действующие на перемычку (90 0 )
ЭДУ, действующие на перемычку (петля)
Электродинамические силы в кольцевом витке и между кольцевыми витками
Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах
Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах
Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах
Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах
Электродинамические силы при переменном токе
Электродинамические силы в однофазной системе переменного тока
Электродинамические силы в трехфазной системе переменного тока
1/23
Средняя оценка: 4.2/5 (всего оценок: 50)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (655 Кб)
1

Первый слайд презентации: Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах

Электродинамической стойкостью аппарата называется его способность противостоять ЭДУ (механическим воздействиям), возникающим при прохождении сквозных токов КЗ. Она выражается либо амплитудным значением тока i дин, либо кратностью этого тока относительно амплитуды номинального тока I ном, т.е k дин = i дин / √ 2 I ном. Иногда действующим значением ударного тока за период после начала КЗ ( I уд ).

Изображение слайда
2

Слайд 2: Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах

Электродинамические силы в режиме трехфазного КЗ содержат четыре составляющие: 1) постоянную составляющую; 2)периодическую составляющую, меняющуюся с двойной промышленной частотой от взаимодействия периодических составляющих тока; 3) непериодическую составляющую с частотой 50 Гц от взаимодействия периодической составляющей тока в одном проводнике и свободной составляющей в другом проводнике; 4) апериодическую составляющую от взаимодействия свободных составляющих тока.

Изображение слайда
3

Слайд 3: Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах

При КЗ развиваются значительные электродинамические силы (механические напряжения), которые могут: деформировать или разрушить обмотки; токоведущие части и опорные конструкции ЭА; изоляторы, с помощью которых проводники укреплены к заземленным частям аппарата и др. Электродинамические силы пропорциональны квадрату тока ( F ≈ I 2 ) и могут превысить более чем в 4000 раз соответствующие нормальные значения. В сильноточных аппаратах э лектродинамические силы могут достигать десятков тысяч Ньютон. Влияние электродинамических сил при включении на существующее короткое замыкание сказывается в большей степени, чем при отключении.

Изображение слайда
4

Слайд 4: Методы расчета электродинамических усилий

ЭДУ определяется как результат взаимодействия проводника с током и магнитного поля (индукции) по правилу Ампера. Применяется тогда, когда можно определить аналитически индукцию в любой точке проводника, для которого необходимо определить силу ( F ). 2. Основан на использовании энергетического баланса системы проводников с током, т.е. на изменении запаса магнитной энергии токоведущего контура. Применяется тогда, когда известны аналитические зависимости (формулы), связывающие индуктивность и взаимоиндуктивность контуров с их геометрическими параметрами, т.е. в витках и катушках ЭА.

Изображение слайда
5

Слайд 5: Первый метод

Направление ЭДУ, действующего на элемент с током d F = i dl х B = iBdlsin β На элементарный проводник длиной dl, с током i, находящийся в магнитном поле с индукцией В, созданной другим проводником действует усилие β – угол между векторами элемента dl и индукцией B, измеряемый по кратчайшему расстоянию между ними. За направление dl принимается направление тока в элементе. B определяется по закону Био-Савара-Лапласа. При β =90 0 F = = В *I*L

Изображение слайда
6

Слайд 6: Закон Био-Савара-Лапласа

Индукция в точке М, создаваемая током, проходящим по всему проводнику l 2

Изображение слайда
7

Слайд 7: Второй метод

Направление ЭДУ, действующего на элемент с током dW /dx > 0, т.е. сила F, действующая на токоведущие части, направлена так, чтобы электромагнитная энергия системы возрастала. Сила взаимодействия двух взаимосвязанных контуров Энергия для двух контуров

Изображение слайда
8

Слайд 8: Электродинамические силы между параллельными проводниками бесконечной длины

l – длина участка; а – расстояние между проводниками с токами i 1 и i 2

Изображение слайда
9

Слайд 9: ЭДУ между параллельными проводниками

Если k = тогда

Изображение слайда
10

Слайд 10: ЭДУ между параллельными проводниками

Для 2-х проводников разной длины l 1 ≠ l 2 с любым сдвигом

Изображение слайда
11

Слайд 11

Круглая и кольцевая формы сечения проводников не влияют на ЭДУ, т.к. магнитные силовые линии вокруг проводников представляют собой окружности и можно считать, что ток сосредоточен в геометрической оси проводника. Поверхностный эффект в проводниках круглого сечения не сказывается на ЭДУ, а эффект близости, смещающий токи в проводниках, вызывает увеличение ЭДУ при встречных токах и уменьшение – при согласованных.

Изображение слайда
12

Слайд 12

При прямоугольной форме сечения размеры влияют на ЭДУ, т.к. магнитные силовые линии около провод-ников являются не окружностями, а овалами. Это влияние учитывается с помощью кривых Двайта, по которым находится коэффициент формы k ф, после чего ЭДУ находится по формуле F x = 10 -7 i 1 i 2 kk ф

Изображение слайда
13

Слайд 13: ЭДУ, действующие на перемычку (90 0 )

При h → ∞ Сила, действующая на dx dF x = iB x dx Индукция от проводника h → ∞ в точке на расстоянии х от его оси B x = μ 0 i /4 π x при h конечном F х = 10 -7 i 2 ln a/r

Изображение слайда
14

Слайд 14: ЭДУ, действующие на перемычку (90 0 )

l 1 l 2 Если l 2 , то полная сила, действующая на проводник конечной длины l 1 , Если l 2 конечной длины, то полная сила, действующая на проводник конечной длины l 1

Изображение слайда
15

Слайд 15: ЭДУ, действующие на перемычку (петля)

При h → ∞ при h конечном

Изображение слайда
16

Слайд 16: Электродинамические силы в кольцевом витке и между кольцевыми витками

Общая радиальная сила, действующая на виток Электродинамическая сила F x, стремящаяся разорвать виток

Изображение слайда
17

Слайд 17

Для витка прямоугольного сечения Для витка круглого сечения, при R » r R

Изображение слайда
18

Слайд 18

Силы взаимодействия между двумя витками

Изображение слайда
19

Слайд 19

i r 1 r 2 F 1 F 2 B F 2 = μ 0 i 2 ln r 2 /r 1 = 10 -7 i 2 ln r 2 /r 1 4 π Электродинамические усилия в месте изменения сечения Электродинамическая сила F, возникающая при изменении сечения, зависит только от отношения радиусов (сечений) и не зависит от длины и формы перехода, направления токов.

Изображение слайда
20

Слайд 20

Электродинамические усилия в месте изменения сечения Для проводника круглого сечения полная сила, действующая по оси проводника Для некруглого сечения

Изображение слайда
21

Слайд 21: Электродинамические силы при переменном токе

Однофазная система переменного тока. Ток изменяется по закону I т – амплитудное значение. Учитывая, что sin 2  t = (1 – cos 2  t )/2, мгновенное значение электродинамической силы между отдельными частями проводника

Изображение слайда
22

Слайд 22: Электродинамические силы в однофазной системе переменного тока

Изображение слайда
23

Последний слайд презентации: Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах: Электродинамические силы в трехфазной системе переменного тока

Изображение слайда