电器学原理 教学课件 作者 曹云东 03电器中的电动力计算3.ppt

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1、电器中的电动力1.在三相直列布置、且参数相同的导体系统中，如果三相电流对称，则在考核系统电动稳定性时通常重点考核哪一相导体？为什么？2.在考核电器电动稳定性时，除了考虑其所受电动力的大小外，还应考虑哪些因素？为什么？3.从电动力角度分析，为了避免交流电器中发生机械共振现象，电器的固有振荡频率应该满足何种条件？为什么？思考题§3-5三相正弦交流下的电动力1.三相交流稳态下的电动力设有三相导体A、B、C，作直列布置，导体间的距离为d，三相导体中分别流过三相正弦对称稳态电流1）作用在A相导体上的电动力HOMEiAl1l3ddiBiCl2§

2、2-5三相正弦交流下的电动力三相导体直列对称布置，截面相同，故CAC=CAB/2，因此HOME§3-5三相正弦交流下的电动力HOME§3-5三相正弦交流下的电动力求最大电动力，令得即或HOME§3-5三相正弦交流下的电动力A相导体受到的最大电动斥力为0.808F0。A相导体受到的最大电动吸力为0.058F0。HOME§2-5三相正弦交流下的电动力HOMEωtFA075°165°255°0.808F00.058F0A相导体受到的最电动力345°§2-5三相正弦交流下的电动力2）作用在B相导体上的电动力三相导体直列对称布置，截面相同，故

3、有CBA=CBCHOME§3-5三相正弦交流下的电动力HOME§3-5三相正弦交流下的电动力求作用在B相导体上的最大力或得或令HOME§3-5三相正弦交流下的电动力B相导体受到的最大电动斥力为0.866F0。B相导体受到的最大电动吸力为0.866F0。HOME§2-5三相正弦交流下的电动力HOMEωtFB075°165°255°0.866F00.866F0345°§3-5三相正弦交流下的电动力3）作用在C相导体上的电动力由于C相导体与A相导体完全对称，故C相受到的最大电动斥力和吸力与A相完全相同，只是最大斥力和吸力达到的瞬间有所不同

4、。结论：在三相直列布置的导体系统中，B相所受的最大电动斥力和吸力都比A、C相大，故作机械强度校核时应以B相导体为准。HOME§3-5三相正弦交流下的电动力2.三相交流暂态下的电动力以电力系统短路为例，分析三相交流暂态下的电动力。三相系统发生对称短路时的电流为HOME§3-5三相正弦交流下的电动力对于直列布置的三相导体，作用在A、B、C相导体上的电动力分别为因三相导体直列对称布置，故若R/L=22.311s-1，得：两边A、C相导体受到的最大电动斥力为-2.65F0，发生在ψ=φ-105°，ωt=π时；中间B相导体受到的最大吸力和斥力

5、相同（达到最大值的时刻不同），其值为±2.8F0，发生在ψ=φ-45°，ωt=180°时。HOME§3-7电器的电动稳定性1.定义：电器能承受短路电流电动力的作用而不致破坏或产生永久变形的能力称为电器的电动稳定性。对触头部件来说，短路电流通过时触头不应被电动力斥开和产生熔焊。2.表示方法：电器的电动稳定性常用电器能承受的最大冲击电流的峰值来表示，有的则用此峰值电流与额定电流的比值来表示。国家标准对各类电器的电动稳定性指标都有具体的规定。3.短路形式：对三相交流系统来说，短路的形式有单相短路、两相短路和三相短路。通常，三相相间短路电流

6、最大：HOME§3-7电器的电动稳定性4.不同短路形式下的电动力通常，由于三相相间短路电流最大。因此，三相短路受到的电动力也最大。在选用电器时，一般都根据三相短路电流来校核电器的电动稳定性。但是，由于电力系统的具体结构不同，也可能有单相短路电流比三相短路电流大的情况，因此，电器电动稳定性应考虑系统短路最严重的情况。HOME§3-7电器的电动稳定性5.机械共振如果电动力的作用频率与导体系统的固有振荡频率相等，导体就会发生机械共振现象，这将对导体系统产生很大的破坏力。为了避免机械共振，一切承受电动力的电器结构不应该具有和电动力频率接近的

7、固有振荡频率。实际应用时，应使承变电动力部件的固有振荡频率低于电动力的作用频率。为什么？因为当导体系统的固有频率高于基波电动力作用频率时，如果此时短路电流时有较大的高次谐波，导体便可能与高次谐波电动力发生共振。HOME§3-7电器的电动稳定性对于单跨距导体，其固有振荡频率可按下式估算式中：L—支持绝缘子间的跨距，单位为m；E—导体的弹性模量，单位为Pa，对于铜导体E=1.13×1011Pa；Jp—垂直于弯曲方向的轴的惯性矩，单位为m4；对于矩形截面导体Jp=bh3/12，其中b为截面的高；对于圆形截面导体Jp=πd4/64，其中d为

8、导体直径。m0—导体单位长度的质量，单位为kg/m。HOME