АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Энергия, выделяемая в дуге

Читайте также:
  1. Материя, энергия, информация, знания и их связь
  2. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока.
  3. Простым языком, кинетическая энергия - это энергия, которую тело имеет только при движении. Когда тело не движется, кинетическая энергия равна нулю.
  4. РАБОТА, ЭНЕРГИЯ, ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
  5. Энергия, Работа, Мощность.

 

Сопротивление дуги Rд независимо от рода тока можно считать чисто активным. Оно является величиной переменной, падающей с ростом тока, и может быть определено из вольт-амперной характеристики дуги.

Сопротивление дуги

Rд = Uд/i. (1)

Мощность электрической дуги

Рд = U i. (2)

Энергия Wд, выделяемая в дуге за время tг её горения.

Wд = (3)

Для выключающих аппаратов весьма важно определить значение этой энергии за одно отключение. Подставив в выражение (3) значение UД согласно формуле ( ), получим для дуги постоянного тока

 

WД = R(I0-i)dt+ Lidt = L + R(I0-i)dt = WM+ WГ, (4)

где WM = L —энергия, запасенная в магнитном поле отключаемой цепи; WГ = R(I0-i)dt — энергия, поступающая от генератора в дугу за время ее горения;

I0 = U/R — начальное значение тока.

Таким образом, независимо от способа гашения дуги постоянного тока в ней выделится энергия, запасенная в магнитном поле отключаемой цепи, плюс еще какая-то доля энергии, которая поступит от генератора за время горения дуги (в устойчиво горящей дуге вся выделяющаяся в ней энергия поступает от генератора).

Изменение тока в дуге при отключении может быть охарактеризовано следующим эмпирическим выражением:

i = I0 [1 - (t/tГ) (5)

где tг — время гашения; t — текущая координата; n — некоторая постоянная для данных условий величина.

Графически уравнение (5) представлено семейством кривых на рис.4, а. Для дугогасительных устройств с узкими щелями и для закрытых дугогасительных устройств, а также при значительных индуктивностях п > 1 (порядка 2 — 4). Для открытых дугогасительных устройств и при активной нагрузке п < 1.

Подставив уравнение (5) в выражение для WГ, получим

WГ = kR tГ = L k, (6)


 

Рис.4: а - графическая интерпретация уравнения (5) и б – зависимость

 

где к = n /(2n2 + 3n + n); T= L/R — постоянная времени отключаемой цепи.

Кривая, характеризующая зависимость к = f(n), приведена на рис.4, б. Энергия, поступающая в дугу от генератора, пропорциональна времени горения и зависит от коэффициента k, характеризующего в некоторой степени дугогасительное устройство. Максимальное количество энергии выделится в дуге при изменении тока по закону, близкому к линейному. При этом kn=1 = 0,167, а ток в цепи за время отключения меняется по линейному закону:



i = I0 (1-(t/tГ).

Таким образом, энергия, выделяющаяся в дуге при отключении постоянного тока,

WД = WM + WГ = L (l + 2k ). (7)

В дуге отключения переменного тока, если гашение происходит в момент перехода тока через нуль, выделится только энергия

WГ = ( ImUД)m, (8)

где f — частота; Imток; UД — падение напряжения на дуге; m — число полупериодов горения дуги.

 

Рис.5. Характерные осциллограммы тока и напряжения при отключении цепи с большей (а) и малой (б) индуктивностью


 

Энергия, запасенная в магнитном поле отключаемой цепи, L возвращается в генератор. Минимальное количество энергии выделится, если дуга погаснет при первом прохождении тока через нуль (m = 1). Если дуга начнёт гаснуть раньше естественного перехода тока через нуль, то часть энергии L не успеет вернуться в генератор и выделится в дуге. Таким образом, гашение дуги переменного тока в момент естественного прохождения тока через нуль облегчается и за счет меньшей энергии, выделяемой в дугогасительном устройстве.

При расчете дугогасительных устройств постоянного тока следует учитывать, что дугогасительное устройство должно быть способно принять и рассеять (отвести) выделяемую в дуге энергию, которая может быть весьма большой, в частности при отключении цепей обмоток возбуждения.

Индуктивность стремится поддержать неизменным протекающий по цепи ток, что приводит к автоматическому поддержанию напряжения, равного iR, пока не будет израсходована вся запасенная в цепи магнитная энергия. Чем больше индуктивность, тем трудней погасить дугу постоянного тока и тем больше будет напряжение на дуге при том же времени гашения. Характерные осциллограммы тока и напряжения на дуге при отключении цепей с различными индуктивностями приведены на рис.5.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.013 сек.)