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 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  = '''''' vntvvntv vn SKSK P  0 C Trong đó R vn - tổn hao công suất trong vòng ngắn mạch ở nhiệt độ Ө vn = mtvn   thường đạt đến 200 – 250 0 C '''''' ,,, tvvntvvn KSKS : 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 v òng ngắn mạch thông thường nhiệt độ phát nóng của nó trong dải từ 50 – 250 0 C , khi nhiệt độ môi trường xung quanh là 15 – 40 0 C có thể lấy ; ' tv K = 29(1+0.0068 Ө vn ) W/m 2 0 C '' tvn K = 30(1 + 0.0017 Ө nv ) W/m 2 0 C Bài 6-6/-TÍNH TOÁN NHI ỆT 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 ngo ài. 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 ngu ồn 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 = K t S bm τ (W) Trong đó : P- gồm tất cả các tổn hao trong khí cụ điện . K t - 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 . S bm - bề mặt làm mát gần đúng có thể phân làm 3 phần : Phía dưới S d . phần giữa S g , và phần phía trên S t để tính đến các điều kiện toả nhiệt khác nhau ở các phần đó của vỏ . Công thức Newton lúc này có dạng P = K td .S d .τ d + K dg S g τ g + K tt S t τ t 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 Ө th và độ tăng nhiệt được xác định theo công thức Newton Nhi ệt độ bề mặt ngoài của dây quấn được xác định theo công thức : Ө n = Ө th + PR dqth Ở đây : Ө n - nhiệt độ của bề mặt ngoài dây quấn . Ө th -nhiệt độ bề mặt ngoài thân P công su ất toả ra từ dây quấn qua thân R dqth - nhiệt trở của các lớp trung gian giữa bề mặt cuộn dây và bề mặt thân. R dqth = vmd vmd RR RR 5.0 5.0 = vv v mdmd md vv v mdmd md S S         5.0 .5.0 = mdmdvvvmd vmd SS    5.0 5.0 Trong đó : S v , S md - Diện tích bề mặt vỏ và mặt đầu cuộn dây . mdv  , - Hệ số dẫn nhiệt của phần vỏ và mặt đầu được xác định v  = kkv khv cdv cdv kkvcdv         và md  = kkmd khmd cdmd cdmd khmdcdmd         khvcdv  , khmdchmd  , : chiều dày lớp cách điện và lớp không khí trung gian giữa vỏ và cuộn dây . Nhiệt độ cực đại Ө max và nhiệt độ trung bình bên trong cuộn dây được xác định như ở phần tính nhiệt cuộn dây đ ã giới thiệu . . 0 C Bài 6-6/-TÍNH TOÁN NHI ỆT 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. K tt S t τ t 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