LUCRAREA A4 REGIMUL TERMIC AL BOBINEI DE EXCITAŢIE A UNUI CONTACTOR DE CURENT CONTINUU

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "LUCRAREA A4 REGIMUL TERMIC AL BOBINEI DE EXCITAŢIE A UNUI CONTACTOR DE CURENT CONTINUU"

Ευστοργιος Αλεξόπουλος
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 LUCRAREA A4 REGIMUL TERMIC AL BOBINEI DE EXCITAŢIE A UNUI CONTACTOR DE CURENT CONTINUU. Tematica lucrării.. Regimul termic tranzitoriu într-un anumit punct din bobină... Determinarea repartiţiei experimentale a câmpului termic staţionar în bobina electromagnetului de acţionare..3. Calculul factorului de umplere al bobinei..4. Calculul puterii calorice volumice medii dezvoltate în bobină..5. Calculul conductivităţii termice globale a bobinei..6. Calculul transmisivităţii globale a căldurii la suprafaţa periferica a bobinei.. Schema de montaj Se va realiza montajul din figura, în care: R - reostat 90 Ω; A; A - ampermetru A; V - voltmetru V; E36(A) - aparat înregistrator prevăzut cu canale, pentru măsurarea temperaturii Θ în diferite puncte ale bobinei; C - cadru izolant pe care se află contactorul cu bobina E şi bornele B de la termocuple, în număr de. P - pupitru de alimentare. 3. Modul de lucru În interiorul bobinei electromagnetului sunt amplasate termocuplurile conform figurii. Dimensiunile geometrice indicate în figură sunt: 45

2 r = 9 mm r 3 = 35 mm r 5 = 5 mm r ex = 53 mm r = 7 mm r 4 = 44 mm r 0 = 9 mm h = 96 mm Termocuplurile, 6 şi 0 sunt plasate între bobinaj şi carcasa bobinei. Termocuplurile, 3, 4, 5, 7, 8, 9 sunt plasate în înfăşurare. Termocuplul se află plasat pe suprafaţa exterioară a bobinei. Numărul de spire este N = Conductorul bobinei este izolat cu , având diametrul neizolat d = 0,7 mm şi diametrul izolat d iz = 0,75 mm. 3.. Regimul termic tranzitoriu este studiat experimental cu ajutorul aparatului E 36(A). Se alimentează bobina cu un curent de 0,6 A, care se menţine constant timp de 0 min cât durează experimentările. Aparatul E 36(A) înregistrează evoluţia în timp a temperaturii în cele puncte în care sunt fixate termocupluri; al doisprezecelea canal va indica temperatura mediului ambiant. Se măsoară rezistenţa bobinei prin metoda industrială, la rece (R i la t = 0) şi la cald (R f la t = 0 min). Din curbele înregistrate se extrage variaţia supratemperaturii în punctele, 5 şi 6. Valorile se trec în tabelul şi se trasează curbele = f(t) pentru cele trei termocuple indicate, unde = Θ - ma. Tabelul t [min] T [C] T5 T6 În cazul bobinei studiate, constanta de timp T fiind prea mare, nu se poate determina experimental supratemperatura max în regim stabilizat. Se va 46

3 determina max şi T pentru toate cele puncte pornind de la datele experimentale, fie prin metoda grafo-analitică indicată în [], fie prin rezolvarea sistemului: = / ( e t T ) = / ( e t T ) () max unde şi sunt supratemperaturile la momentele t şi t,luate pe rând, de pe fiecare dintre curbele înregistrate cu aparatul E 36(A). max Observaţie Sistemul se rezolvă mai simplu dacă se alege t = t. Se calculează: - supratemperatura medie maximă în bobină : max med 5 max i + max i= = 6 [ C] () - rezistenţa maximă a bobinei : R max = R i ( + α R max med ) [Ω] (3) cu α R = 4,4 0-3 / C -supratemperatura medie la t = 0 min: - prin medierea valorilor măsurate de termocuplurile,,... 5 şi : = med - prin metoda industrială : 5 i= i + 6 [ C] (4) med = R f R R i i α R + ma [ C] (5) - rezistenţa bobinei la t = 0min : R f ' = R i ( + α R ' med ) [Ω] (6) 47

4 Să se explice diferenţa între valorile med, ' med şi R f, R f '. 3.. Cu valorile supratemperaturii înregistrate la t = 0 min să se traseze variaţia supratemperaturii in bobină pe direcţia radială şi longitudinală = f(r) şi = f(h). Valorile se trec în tabelul. Tabelul r mm r = 9 r = 7 r = 35 r = 44 r = 5 r = 53 [ o C] h mm 0 h/4= 4 h/= 48 3h/4=7 h = 96 [ o C] Rezultatele obţinute se vor compara cu limitele de încălzire stabilite pentru bobinele izolate în aer sau în ulei de către publicaţia CEI 60947, date în tabelul următor: Tabelul 3 Clasa de izolaţie Limitele încălzirii (valori det. din variaţia rezistenţei) Bobina în aer Bobina în ulei A E B 0 60 F 35 - H Factorul de umplere experimental se determină cu dimensiunile date şi, eventual, pe baza bobinei selecţionate: 48

5 f u = d N π 4 h( r r ) Puterea calorică volumică medie, dezvoltată în bobină: (7) p R I = π ( r r ) h f 5 [W/m 3 ] (8) 3.5. In ipoteza că fluxul termic s-ar transmite numai pe suprafaţa periferică exterioară, conductivitatea termică globală (ţinând cont de toate mediile care intră în structura heterogenă a bobinei) este: λ g p rex r = ( ) m ex m r r m ln ex rm [W/m grd] (9) în care: m - supratemperatura maximă în interiorul bobinei; r m - raza corespunzătoare încălzirii maxime (valoarea stabilită experimental) Transmisivitatea globală a căldurii, în ipoteza simplificatoare că fluxul se cedează numai pe suprafaţa periferică, este: α p = [W/m grd] (0) S unde : P = R I [W] S = π r ex h [m ] - supratemperatura stabilizată la periferia bobinei. Se vor face observaţii asupra transmisiei căldurii în regim staţionar în acest caz. () 49

6 4. Întrebări. Să se deseneze o secţiune prin bobina studiată.. Cum se stabileşte bilanţul energetic al unei bobine parcurse de curent electric; discuţia se face pe baza modelului secţionat. 3. Să se deseneze calitativ diagrama câmpului de temperatură a unui cablu. 4. Să se deseneze calitativ diagrama câmpului de temperatură a unei bobine. 5. Cum depinde câmpul de temperatură în bobină de geometria şi construcţia acesteia? 6. Să se justifice relaţia pentru supratemperatura medie med prin metoda variaţiei de rezistenţă. 7. Care este ordinul de mărime al temperaturilor admisibile la conductoarele izolate de tip cablu şi la bobine. 8. Să se explice semnificaţiile conductivităţii termice globale în cazul unei bobine. 9. Ce se înţelege prin transmisivitatea globală a căldurii, notată cu α? 50

7 Fig. Schema electrică a circuitului de încercare Fig.. Secţiune în bobină, cu indicarea amplasării termocuplelor 5

Σχετικά έγγραφα

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent Laborator 3 Divizorul de tensiune. Divizorul de curent Obiective: o Conexiuni serie şi paralel, o Legea lui Ohm, o Divizorul de tensiune, o Divizorul de curent, o Implementarea experimentală a divizorului