Pagina 6 din 21
Crescut împotriva normei, densitatea curentului este periculoasă. Să explicăm esența problemei cu exemplul următor. Să presupunem că printr-o serie de trei fire de aceeași lungime, dar cu secțiuni transversale diferite de 10,4 și 1 mm *, trece curentul I = 40 A. Din cauza diferitelor secțiuni transversale ale densității de curent J
I / S sunt diferite; acestea sunt de 4, 10 și, respectiv, 40 A / mm. Și, așa cum se poate observa din formula P = JI, pierderile de putere P sunt proporționale cu densitățile de curent. În exemplul nostru, sunt numite 1: 2,5: 10. Cu alte cuvinte, un fir cu o secțiune de 10 mm 2 se va încălzi ușor. Temperatura firului de 4 mm2 va atinge nivelul permis, aproximativ 60 ° C. Izolarea firului cu o secțiune transversală de 1 mm 2 se va arde.
În mod firesc, apar întrebări: (a) Se măresc intenționat densitățile actuale și, dacă da, în ce scop? b) ce măsuri sunt necesare pentru a se asigura că densitatea crescută a curentului nu este dezastruoasă pentru izolare? c) există motive neprevăzute pentru creșterea densității curente?
* Pentru firele de instalare în cataloage, secțiunile transversale în milimetri pătrați sunt date, iar pentru firele de înfășurare, diametrele în milimetri. Secțiunea transversală și diametrul sunt legate de relația 5 = nd2 / 4.
Densitatea curentului crește în mod deliberat pentru a reduce dimensiunile produselor în care energia electromagnetică este transformată în energie mecanică. Astfel de produse sunt electromagneți și motoare electrice. Fluxul magnetic1 - cel mai important parametru care determină activitatea lor, este proporțional cu forța magnetomotivă (MDS). Dar MDS este egal cu produsul numărului de rotații ale electromagnetului de către curentul care trece prin bobinajul său. În consecință, același MDS poate fi obținut cu combinații diferite ale numărului de spire și ale curentului, de exemplu, 500 de ture și 2 A; 200 de ture și 5 A; 10 ture și 100 A, etc.
De aici rezultă concluzia importantă: este posibil să se reducă dimensiunile electromagnetului prin reducerea numărului de spire la aceeași secțiune transversală a firului de înfășurare. Dar în acest caz va trebui să măriți curentul cu aceeași sumă. Cu un curent mai mare și aceeași secțiune transversală, densitatea curentului crește, lucru ușor de verificat prin efectuarea Exercițiului 16.
Exercitarea 16. Electromagnetul poate fi pornit la nesfârșit fără supraîncălzire, cu următoarele date: secțiunea transversală a firului de înfășurare de 0,5 mm (diametrul de aproximativ 0,65 mm), numărul de rotații k> i = 800, curent 1 \ = 1,5 A În aceste condiții, MDS este 800-1,5 = 1200 A, iar densitatea curentului este de 1,5. 0.5 = 3 A / mm 2. Să presupunem că electromagnetul este rar aplicat pe scurt și întreruperile între incluziuni sunt suficiente pentru răcirea înfășurării. Astfel, densitatea de curent poate fi crescută, de exemplu, de 5 ori, și reducerea numărului de înfășurări, respectiv, pentru a reduce dimensiunile electromagnetului.
Răspundeți la întrebări: 1. Câte rotații ale w2 trebuie să aibă acest electromagnet? 2. Poate exercițiul 1 servi drept ilustrare a problemei avute în vedere?
Răspunsuri. 1. Prin condiția Ji = 5-A = 5-3 = 15 A / mm. Curentul I, densitatea curentului J și secțiunea transversală S sunt legate de dependența J = I / S, de unde I = JS. În cazul nostru, / 2 = J ^ S = 15 * 0,5 = 7,5 A. Prin condiția MDS = 1200 A ar trebui să rămână neschimbată. Prin urmare, împărțind 1200 A cu 7,5 A, obținem 160 de rotații. Este clar că înfășurarea a 160 de rotații este mult mai compactă.
2. Desigur.
Pentru la densitatea de curent ridicată nu supraîncălzit, este necesar, fie să-l folosească în termeni de incluziuni rare și tranzitorii sau deconectați imediat ce temperatură de izolare, în creștere pentru a atinge acceptabil, iar înainte de următoarea pauză de comutare.
Îndeplinirea acestor condiții este determinată de durata relativă a incluziunii MF indicată în pașaportul pentru produse:
unde tp este timpul de operare; t0 - durata unei pauze (oprire); tc este timpul ciclului, adică suma timpilor de lucru și pauzelor.
Dacă în orice caz este dată numai / p (nu se cunoaște t0), atunci timpul ciclului este considerat a fi / i = 10 min. Executarea Exercițiului 17, luăm în considerare două cazuri tipice și estimăm rezultatele lor.
Exercițiul 17. Cazul A. Fie tp = 2 min, k = 6 min. Apoi fy = 2 + 6 = 8 min și PV = 2. 8 * 100% = 25%. Cazul B. Let / p = 2 min, Hz = 10 min, PV = 2. 10 * 100% = 20%.
Comparând ambele cazuri, observăm că pentru o certitudine deplină (cazul A), atunci când tp și f0 sunt cunoscute, valoarea lui FV este mai mare decât în cazul lui B.
Răspundeți la întrebări: 1. Este sigur să folosiți rezultatele Casei B? 2. În condiții de operare, PV reală, de exemplu 40%, este mai mult decât pașaportul, de exemplu 25%. Care sunt consecințele depășirii PV și când vor apărea? 3. Este permisă utilizarea produsului,
dacă ID-ul pașaportului, de exemplu 60%, este mai mare decât cel real, de exemplu 25%? 4. Pe produs, PV nu este indicat deloc, există vreo semnificație în acest lucru sau este doar o supraveghere, o eroare?
Răspunsuri. 1. O valoare mai scăzută a PV obligă să utilizeze produsul în condiții mai favorabile și, prin urmare, nu este periculoasă.
Dacă PV reală este mai mare decât pasaportul, durata de viață a produsului va fi redusă. Dar nu va exista o greșeală nu imediat, ci, poate, în câțiva ani.
Admisibil, dar neeconomic.
Dacă PV nu este indicat, atunci produsul este proiectat pentru o funcționare pe termen lung.
Aparatele cu o densitate crescuta a curentului protejeaza impotriva comutarii inacceptabile de lunga durata. În primul rând, acestea sunt deconectate automat imediat după încheierea tranzacției. De exemplu, electromagnetul de acționare a comutatorului este dezactivat automat după finalizarea activării sale de către contactele auxiliare (contactele de bloc). În al doilea rând, ele oferă protecție care limitează durata pornirii. O modalitate comună de a limita durata incluziunii este discutată mai sus, în Exercițiul 1.
Creșterea densității de curent este supraîncărcarea. Dar există supraîncărcări inevitabile, de exemplu, supraîncărcarea cu curenții de pornire ai motoarelor electrice. Cu toate acestea, ele nu sunt periculoase dacă motoarele sunt selectate corect, adică pe baza condițiilor de funcționare reale (a se vedea mai jos despre modurile nominale ale motoarelor electrice). Cu toate acestea, supraîncărcările sunt neprevăzute. Să luăm în considerare exemple.
În clădiri rezidențiale, nu este nimic pentru a împiedica locuitorii să utilizeze lămpi mai puternice sau aparate includ o capacitate mai mare decât cea pentru care a proiectat rețeaua - un astfel de caz, precum și măsuri de prevenire a supraîncărcării, a discutat mai sus, în exercițiul 10.
Starea nesatisfăcătoare a mecanismelor acționate: alinierea necorespunzătoare, alinierea necorespunzătoare, golurile incorecte, lubrifierea nesatisfăcătoare etc. - provoacă porniri grele și prelungite, care sunt întotdeauna asociate cu supraîncărcări curente semnificative. Ele duc adesea la deteriorarea prematură a motorului.
Cauzele arderii motorului sunt căutate în orice, dar nu în partea mecanică. Cu toate acestea, este suficient să se măsoare curentul unui motor descărcat și dacă se dovedește că este prea mare, este necesar să se pună în ordine partea mecanică. Din păcate, electriciștii subestimează adesea nevoia de întreținere atentă a părții mecanice a mecanismului tehnologic, dar și a echipamentelor electrice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: