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 .