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电器理论基础 电器理论基础 电器的发热和电动力 电接触与电弧理论 电磁机构理论 第一章 电器的发热与电动力 第一节 电器中的基本热源 一 电器在工作中的能量损耗 (1)“铜损”,即电流在导体电阻中的损耗; 第二节 电器的允许温度和温升 一 电气设备工作时的发热及不良影响 电气设备由正常工作电流引起的发热称为长期发热,由短路电流引起的发热称为短时发热。发热不仅消耗能量,而且导致电气设备的温度升高,从而产生不良的影响。 (1)机械强度下降。铜软化点为180 ℃ (2)接触电阻增加。铜ρ20=0.0175 氧化亚铜 Cu2O ρ=5× (3)绝缘性能下降。对变压器而言温度每变化6℃,绝缘材料老化寿命降低一半或提高一倍。 二 绝缘材料的耐热等级 二 综合散热系数 第四节 电器的发热计算和牛顿公式 左端为热源在dt时间内产生的热量,右端第一项为使发热体升温的热量;第二项为散失到周围介质中的热量。 4 电器的冷却 第五节 电器的工作制和发热 (2)增大有效散热面积。 导体的载流量与有效散热表面积(A)成正比,所以导体宜采用周边最大的截面形式,如矩形截面、槽形截面等,并采用有利于增大散热面积的方式布置,如矩形导体竖放。 (3)提高综合散热系数。 提高综合散热系数的方法主要有: ①加强冷却。如改善通风条件或采取强制通风,采用专用的冷却介质,如SF6气体、冷却水等; ②室内裸导体表面涂漆。利用漆的辐射系数大的特点,提高换热系数,以加强散热,提高导体载流量。表面涂漆还便于识别相序。 五 热稳定 第六节 电动力 左手定则 电动机 带电导体在磁场中的受力 右手定则 发电机 导体在磁场中运动切割磁力线,在导体中感应出电动势(电流) 右手螺旋定则确定环形线圈和U形导线的磁力线方向 电动力的优缺点 第二章电弧理论和电接触 第二节交流电弧及其熄灭 一 交流电弧的特点 1 电流会自然过零 2 过零后电弧间隙内的绝缘介质强度的恢复 3 弧隙电压恢复过程 二 介质恢复过程 极性转换后,新的阴极区可以获得150-250V的介质强度,利用这个近阴极效应可以灭弧,短弧灭弧原理。 三 弧隙电压恢复过程 电流过零后,弧隙两端的电压将由零向反方向的电弧电压上升,这个过程为电压恢复过程。 恢复电压的大小和速度和电路参数有关 介质恢复速度>弧隙电压恢复速度 电弧熄灭 第三节 电接触 第四节 导电膏和触头材料 一 栓(固定)连接(母线之间连接) 1 化学腐蚀,产生氧化膜 2 电化学腐蚀,原电池作用 以上都使接触电阻加大 3 搪锡或镀锡 二 导电膏 是由金属粉末和有机油混合物,电阻率高 导电膏的作用: 1 除膜作用 2 密封作用 3 隧道效应导电作用 三 触头材料 由分析可知接触电阻、接触电压、触头温升、触头振动、触头电动力、触头熔焊、触头磨损等都与触头材料的特性有关。 第三章 电磁机构理论 电磁机构由磁系统(衔铁、铁芯、气隙、弹簧)和励磁线圈组成。 电磁机构具有能量转换和控制两个方面的作用。 第一节 电磁机构的特性 一 基本特性: 第三节 静特性和反力特性的配合 计算题 1 镍铬丝绕于瓷质圆柱上,其散热面积为A=200× ,当通过电流0.5A,温升为60K,若电阻为100Ω,求综合表面散热系数K 为多少? 机械特性是电磁机构的负载特性,是电磁机构设计的依据。 吸力特性; 它是电磁系统的电磁吸力F与衔铁的机械行程δ之间的关系。在电路参数保持不变的稳态过程中得到的吸力特性称为静态吸力特性,它也称为静特性或简称吸力特性。 在考虑了电路参数在过渡过程中的变化后得到的吸力特性称为动态吸力特性或动特性。 反力特性: 反力弹簧或其他反力装置作用于衔铁的反作用 力Ff与衔铁行程δ的关系称为电磁系统的反力特性。 电磁机构的反力特性 1 反力不随气隙变化而变化 直动式衔铁的重力; 2 反力随气隙直线变化 预压力的弹簧; 3 反力随气隙成折线变化 带触头和弹簧的电器 δ 力矩不变,归化 到铁芯中心 二 反力特性的计算 电磁机构的吸力计算 电磁机构的线圈获得的能量转换成消耗在电路中的能量和转换成 磁能。 磁链指的是通过线圈的磁通量与线圈匝数的乘积 磁势=电流×线圈匝数=I×N I是电流 N是匝数磁链=磁通×线匝圈数=φ×N
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