3-智能电器2.4-2.5-090926-10.ppt

1 智能电器 武建文2009年9月28日上课时间地点 周一晚7 00 新主楼B104办公室新主楼 E810 电话 82339117实验室新主楼 E206 电话 82338384 2 2 4 电弧 2 4 1概述 电弧产生过程 3 2 4 电弧 2 4 2电弧弧柱过程 1 电弧弧柱电离过程 1 电场游离 或称碰撞游离 气体中的带电粒子 由光游离产生的或者由于表面电子发射而产生的 动能mv2 2 游离能Wy与一中性粒子碰撞时 带电粒子的动能就可能传送给中性分子的外层电子 使它脱离原子核的引力作用范围 成为自由电子 也就是说使这个中性粒子游离 这种现象称之为电场游离或碰撞游离 2 光游离由于光线的作用 中性粒子可能被游离 这种现象称之为光游离 产生光游离的条件是3 热游离在高温条件下 高速运动的气体中性粒子 在相互碰撞中亦会游离 这种现象称之为热游离 金属温度超过3000 4000 K时 一般气体7000 8000 K时会出现明显的热游离 4 2 4 电弧 2 4 2电弧弧柱过程 热游离游离度 简化后 5 2 4 电弧 2 4 2电弧弧柱过程 2 电弧弧柱消游离过程 1 复合两个带异号电荷的粒子相遇后 均失去电荷 这种现象称之为复合 电子 中性粒子 负离子 负离子 正离子 中性粒子2 扩散由于热运动 游离气体的带电粒子 由浓度高处向浓度低处运动 这种现象称之为扩散 由于扩散的结果 游离气体的带电粒子不断减少 因此它也属于去游离的方式之一 6 2 4 电弧 2 4 2电弧弧柱过程 3 弧柱能量平衡 1 电弧弧柱动态能量平衡 电导率 E 电场强度 密度 h 热焓 N 单位容积散热功率 v 运动速度 p 气体压力 电离度 T 温度 等熵冷却散热功率 s T 辐射散热功率 热传导散热功率 2 单位容积等离子体能量平衡关系 Q 弧柱的内能 Ps 弧柱散失的功率 7 2 4 电弧 2 4 3直流电弧 1 直流电弧的静态伏安特性 1 式中 Uo 称为近极压降 E 弧柱电场强度 L 电弧长度 近似等于极间距离 8 2 4 电弧 2 4 3直流电弧 2 直流电弧的动态伏安特性 2 9 2 4 电弧 2 4 3直流电弧 3 直流电弧的稳定燃烧和熄灭 10 2 4 电弧 2 4 4交流电弧1 交流电弧的特点 11 2 4 电弧 2 4 4交流电弧1 交流电弧的特点 电源电压较低时 电流将不再是正弦 会出现 零休 12 2 4 电弧 2 4 4交流电弧2 交流电弧的熄灭 13 2 4 电弧 2 4 4交流电弧2 交流电弧的熄灭 14 2 4 电弧 2 4 4交流电弧2 交流电弧的熄灭 15 2 5 磁路及吸力特性 2 5 1典型直流磁系统 16 2 5 磁路及吸力特性 2 5 2永磁机构 极化机构 双稳态永磁机构操作过程原理图a 合闸状态b 分闸过程c 分闸状态d 合闸过程1 静铁心2一动铁心3 合闸线圈4 5一永磁体6一分闸线圈7 下磁极8 上磁极9 驱动杆 永磁体磁场 分闸励磁磁场 合闸励磁磁场 17 2 5 磁路及吸力特性 2 5 3磁路定律 1 磁路欧姆定律 18 2 5 磁路及吸力特性 2 5 3磁路计算 2 磁路基尔霍夫第1 第2定律 第1定律 磁通连续定律 第2定律 闭合磁回路 磁动势代数和恒等于磁压降的代数和 19 2 5 磁路及吸力特性 2 5 4磁阻和磁导计算 1 磁阻和磁导计算原理 与电导和电容计算方法相同仅相差一个系数 磁导 电导 电容 或 20 2 5 磁路及吸力特性 2 解析法 平行磁场磁阻和磁导计算 2 5 4磁阻和磁导计算 21 2 5 磁路及吸力特性 3 解析法 均匀磁场磁阻和磁导计算 图2 28 a 图2 28 b 图2 29 书上错 2 5 4磁阻和磁导计算 22 2 5 磁路及吸力特性 4 解析法 不平行平面磁阻和磁导计算 1 磁力线是圆轴向 等位线是径向 2 5 4磁阻和磁导计算 23 2 5 磁路及吸力特性 磁力线是径向 等位线是圆轴向 4 解析法 不平行平面磁阻和磁导计算 2 2 5 4磁阻和磁导计算 24 2 5 磁路及吸力特性 互易变换 若已知磁场的磁力线是未知磁场等位线 那么已知磁场的等位线也是未知磁场磁力线 磁力线与等位线正交 则若已知磁场磁导为 则未知磁场磁导为 书上P34 4 两平行圆柱间气隙磁导叙述不清可参见王宝龄电磁电器设计基础 5 解析法 互易变换磁阻和磁导计算 2 5 4磁阻和磁导计算 25 2 5 磁路及吸力特性 6 分割磁场法磁阻和磁导计算 2 5 4磁阻和磁导计算 26 2 5 磁路及吸力特性 6 分割磁场法磁阻和磁导计算 2 5 4磁阻和磁导计算 27 2 5 磁路及吸力特性 7 铁磁阻与气隙磁阻计算相同 只是铁磁导率 不是常数与磁感应强度有关 6 其它磁阻和磁导计算方法 如经验公式法 图解法等 2 5 4磁阻和磁导计算 28 思考题p552 4简述断路器触头在分断与关合过程中的烧蚀现象 补充2 单相直流断路器 额定电压220V 负载电阻R 2欧 电感L 10mH假设电弧伏安特性为 U0 24V 求 1 使直流电弧可靠熄灭的条件是什么 2 若使直流