Математика | ||||
Основы теории электрических аппаратов-Буль Б М., «Высшая школа», 1970 600 с. с илл. | ||||
Буль Б. К. и др.
Основы теории электрических аппаратов. Под ред. Г. В. Буткевича. Учеб. пособие для элек-тротехнич. специальностей вузов. М., «Высшая школа», 1970. 600 с. с илл. Перед загл. авт.: Б. К. Буль, Г. В. Буткевич, А. Г. Годжелло [и др.]. В книге рассматриваются основы теоретических расчетов электрических аппаратов, применяемых в электротехнических устройствах высокого и низкого напряжений, электротехнических систем с коммутирующими электрическими контактами и бесконтактных электрических аппаратов, применяемых для управления электрическими цепями. ПРЕДИСЛОВИЕ Книга представляет собой учебное пособие по курсу для специализирующихся в области электроаппаратостроения, в котором рассмотрены основные вопросы теории электрических аппаратов и на базе которого впоследствии студентам читаются специальные курсы электрических аппаратов и даются необходимые сведения по проектированию и расчету аппаратов конкретного назначения и применения. Здесь читатель найдет только «основы теории», т. е. рассмотрение совокупности вопросов, на базе которых возможно построение специальных дисциплин по аппаратостроению. В книге освещены вопросы, которые являются наиболее типичными и общими для аппаратов высокого и низкого напряжений, а также для аппаратов автоматики, например вопросы нагрева, термической и электродинамической устойчивости, гашения электрической дуги, вопросы контактов, электромагнитных явлений, некоторые вопросы механики. За последние годы в аппаратостроении все чаще внедряются элементы бесконтактной техники. В связи с этим в настоящем учебнике нашли отражение вопросы в области теории и расчета дросселей насыщения, магнитных усилителей и полупроводниковых элементов. Естественно, что у студента-электромеханика, когда он приступает к изучению курса «Основы теории электрических аппаратов», прежде всего возникает вопрос: что представляет собой в электротехнике направление «электрические аппараты»? Из большой области различного аппаратного электротехнического оборудования к электрическим аппаратам принято относить коммутационные, защитные, контрольно-измерительные и регулирующие аппараты, обслуживающие электроустановки по производству ^электростанции), преобразованию и распределению (электрические * а ОГЛАВЛЕНИЕ Cmp Предисловие........................................... 3 Разделпервый -j Термические и электродинамические действия токов Глава 1. Допустимые максимальные температуры электрических аппаратов в нормальном режиме и при коротком замыкании................. 7 § 1.1. Изолированные проводники электрического тока в нормальном режиме .............................. ч § 1.2. Изолированные и неизолированные токоведущие части аппаратов при коротких замыканиях................... g § 1.3. Неизолированные токоведущие части аппаратов в нормальном режиме....... ....................... 9 § 1.4. Нетоковедущие части аппаратов...................... Ю Глава 2. Основные источники тепла в электрических аппаратах......... И § 2.1. Потери мощности в проводниках, обусловленные эффектом Ленца — Джоуля (постоянный ток)................... 11 § 2.2. Потери мощности в уединенном однородном проводнике при переменном токе............................... . 12 § 2.3. Учет изменения потерь в немагнитном проводнике переменного тока из-за близости других немагнитных проводников...... 20 § 2.4. Потери мощности в ферромагнитных сердечниках от воздействия магнитных полей проводников переменного тока.......... 24 § 2.5. Потери мощности в диэлектриках под действием переменного электрического поля............................. 28 § 2.6. Некоторые другие виды источников тепла в электрических аппаратах ............................. 29 Глава 3. Простейшие методы расчета превышения температуры электри-* ческих аппаратов................................ 29 § 3.1. Понятие о видах теплообмена........................ 29 § 3.2. Применение формулы Ньютона для расчета отдачи тепла с наружной поверхности окружающей среде (жидкости, газу) ... 31 § 3.3. Применение формулы Ньютона для рассмотрения устанавливающегося процесса нагрева тела от источников тепла, расположенных внутри тела.......................... 34 Глава 4. Раздельный учет отдачи тепла конвекцией и лучеиспусканием с нагретой поверхности ............................ 39 § 4.1. Применение результатов теории подобия к расчету отдачи тепла естественной (свободной) конвекцией................... 39 § 4.2. Вынужденная конвекция при протекании жидкостей или газа в трубах ..................................... 4' § 4.3. Вынужденная конвекция при поперечном обтекании одиночной трубы ....................................... м § 4.4. Вынужденная конвекция при движении жидкости вдоль плос- кой стенки.................................... 2. § 4.5. Теплов^ излучение.............................. 596 Стр. Глава 5. Основы теории передачи тепла теплопроводностью .......... 53 § 5.1. Основной закон теплопроводности Био—Фурье........... 53 § 5.2. Передача тепла теплопроводностью сквозь толщу стенки, ограниченную двумя плоскостями....................... 53 § 5.3. Передача тепла через толщу цилиндрической стенки........ 56 § 5.4. Установившийся нагрев изолированных однородных по всей длине проводников................................. 58 § 5.5. Передача тепла теплопроводностью сквозь стенку, в толще которой равномерно распределены источники тепла............ 60 § 5.6. Обмотки электрических аппаратов (катушки)............. 66 § 5.7. Нагрев катушек с ферромагнитными сердечниками......... 71 Глава 6. Режимы нагрева электрических аппаратов................ 80 § 6.1. Кратковременный и повторно-кратковременный режимы нагрева 80 § 6.2. Процесс нагрева при коротком замыкании. Понятие о термической устойчивости................................. 85 Глава 7. Электродинамические усилия в элементах аппаратов......... 89 § 7.1. Э. д. у. между параллельными проводниками............. 92 § 7.2. Силы и моменты, действующие на перемычку токоведущего контура ........................................ 96 § 7.3. Электродинамические усилия, действующие в витке, катушке и между катушками.............................. 100 § 7.4. Электродинамические силы, возникающие при изменении сечения проводника................................. 103 § 7.5. Силы втягивания дуги (проводника) в стальную решетку..... 104 § 7.6. Электродинамические силы при переменном токе в однофазной и трехфазной системах. Механический резонанс........... 107 § 7.7. Электродинамическая устойчивость аппаратов............ 113 Раздел второй 118 Электрическая дуга и ее гашение Глава 1. Общие свойства электрической дуги и условия ее гашения в цепях постоянного и переменного тока...................... 118 § 1.1. Физические особенности дугового разряда при высокой плотности газовой среды.............................. 119 § 1.2. Гашение электрических дуг в цепях постоянного тока....... 131 § 1.3. Условия гашения дуг переменного тока................. 145 Глава 2. Восстановление электрической прочности межконтактного промежутка и напряжения на нем при гашении дуг переменного тока 153 § 2.1. Восстановление прочности коротких дуговых промежутков .... 153 § 2.2. Восстановление прочности длинных дуговых промежутков в выключателях с активной деионизацией дугового столба .... 160 § 2.3. Восстановление напряжения на выключателе при отключении простейшего одночастотного контура.................. 167 § 2.4. Восстановление напряжения на выключателе при отключении двухчастотного контура........................... 173 § 2.5. Восстановление напряжения при отключении контура с длинными линиями ................................. 176 § 2.6. Восстановление напряжения в условиях отключения контура при неудаленном коротком замыкании................. 178 § 2.7. Мгновенное значение возвращающегося напряжения в момент прохода тока через нуль........................... 182 § 2.8. Постоянные цепей и их приведенные значения............ 185 S97 Стр. Разделтретий '191 Электрические контакты Глава 1. Основные свойства электрических контактов.............. 191 § 1.1. Назначение и классификация электрических контактов...... |д, § 1.2. Сопротивление контакта и его составляющие............. jgi § 1.3. Сопротивление стягивания......................... jgc § 1.4. Поведение замкнутых контактов в эксплуатации........... jgg Глава 2. Нагрев контактов................................. jgg § 2.1. Основные зоны в контакте. Влияние контакта на нагрев проводника ........................................ jgg § 2.2. Температура площадки касания, ^-{/-характеристики контакта ........................................ 203 § 2.3. Сваривание контактов............................ 205 Глава 3. Особенности работы коммутирующих контактов............ 209 § 3.1. Разомкнутое состояние контактов..................... 209 § 3.2. Процесс замыкания контактов....................... 209 § 3.3. Процесс размыкания контактов...................... 210 § 3.4. Эрозия контактов под Действием малых токов............. 212 § 3.5. Износ контактов при больших токах................... 214 Раздел четвертый 219 Магнитные цепи Глава 1. Классификация магнитных цепей постоянного и переменного токов. Характеристики магнитомягких материалов.............. 219 § 1.1. Классификация магнитных цепей..................... 219 § 1.2. Характеристики некоторых магнитомягких материалов...... 226 Глава 2. Расчет магнитных цепей постоянного и переменного тока без учета потока рассеяния.................................... 230 § 2.1. Замкнутая магнитная цепь (тороид)................... 231 § 2.2. Неразветвленная магнитная цепь, состоящая из сердечников различного сечения и воздушных зазоров............... 232 § 2.3. Разветвленная магнитная цепь...................... 236 Глава 3. Определение магнитных проводимостей воздушных промежутков 240 § 3.1. Метод определения магнитных проводимостей воздушных зазоров с учетом влияния ширины грани или диаметра сердечника на боковую удельную проводимость .............. 241 § 3.2. Определение магнитных проводимостей воздушных зазоров методом расчетных полюсов.......................... 250 § 3.3. Расчет магнитных проводимостей воздушного зазора по методу суммирования простых объемных фигур поля............. 256 § 3.4. Расчет магнитных проводимостей воздушных путей между поверхностями различных форм и расположений............ 257 § 3.5. Расчет магнитных проводимостей воздушных путей графическим методом ...................................... 261 Глава 4. Расчет магнитных цепей с учетом потока рассеяния.......... 269 § 4.1. Аналитический расчет магнитных систем цилиндрической и Ш-образной формы.............................. 269 § 4.2. Расчет магнитной цепи П-образной формы графическим методом 273 § 4.3. Расчет графическим методом магнитной цепи С-образной формы с сосредоточенной м. д. с. (переменный ток).............. 275 § 4.4. Определение FK, Ф0 и Фср для магнитной цепи переменного тока с распределенной м. д. с. при наличии электромагнитного экрана 277 Стр. § 4.5. Аналитический метод расчета магнитной цепи и замена ее двумя эквивалентными цепями............................ 278 Раздел пятый 282 Электромагниты и постоянные магниты Глава 1. Электромагниты постоянного тока...................... 282 § 1.1. Рабочий цикл электромагнита....................... 284 § 1.2. Преобразование энергии. Сила электромагнитного притяжения 286 § 1.3. Работа силы электромагнитного притяжения............. 292 § 1.4. Основные характеристики и параметры электромагнитов..... 294 Глава 2. Поляризованные электромагниты...................... 298 § 2.1. Поляризованные электромагниты с последовательной магнитной цепью.................................... 300 § 2.2. Поляризованные электромагниты с параллельной и мостовой магнитной цепью.................................. 303 Глава 3. Электромагниты переменного тока...................... 307 § 3.1. Основные закономерности рабочего процесса электромагнитов переменного тока ............................... 310 § 3.2. Работа, производимая электромагнитом и потребляемая им мощность ........................................ 312 § 3.3. Сила электромагнитного притяжения.................. 316 § 3.4. Сравнение электромагнитов постоянного и переменного токов 321 Глава 4. Время срабатывания и динамика электромагнитов 322 § 4.1. Нарастания тока и время трогания при включении электромагнита ........................................ 325 § 4.2. Динамика и время движения при включении электромагнита 327 § 4.3. Время срабатывания при отключении электромагнита....... 331 § 4.4. Методы ускорения и замедления срабатывания электромагнитов ......................................... 334 Глава 5. Постоянные магниты.............................. 339 § 5.1. Магнитные характеристики магнитнотвердых материалов..... 339 § 5.2. Материалы для постоянных магнитов.................. 342 § 5.3. Расчет постоянных магнитов....................... 346 § 5.4. Учет действия постоянного магнита при помощи фиктивной н. с. 350 Раздел шестой 354 Элементы бесконтактных электрических аппаратов Глава 1. Дроссель насыщения без подмагничивания и с подмагничиванием 356 § 1.1. Дроссель насыщения без подмагничивания.............. 356 § 1.2. Дроссель насыщения с подмагничиванием (дроссельный магнитный усилитель)............................... 362 Глава 2. Магнитные усилители с самоподмагничиванием............. 379 § 2.1. Общие замечания ............................... 379 § 2.2. Принцип действия............................... 379 § 2.3. Двухполупериодные схемы МУС..................... 389 § 2.4. Статические параметры двухполупериодного МУС......... 392 § 2.5. Особенности работы двухполупериодного МУС с малым сопротивлением цепи управления........................ 394 § 2.6. Инерционность магнитных усилителей с самоподмагничиванием 397 § 2.7. Динамические кривые размагничивания. Характеристика вход— выход МУС на реальных дросселях.................... 400 Стр. § 2.8. Связь между техническими показателями усилителя и расчетными параметрами дросселя реального МУС............. 405 § 2.9. Влияние различных факторов на характеристику вход—выход МУС..................................... 410 § 2.10. Быстродействующие магнитные усилители.............. 413 Глава 3. Обратные связи в магнитных усилителях................. 419 § 3.1. Классификация обратных связей. Коэффициент обратной связи 419 § 3.2. Жесткие обратные связи в дроссельных магнитных усилителях 421 § 3.3.-Жесткие обратные связи в магнитных усилителях с самоподмаг- ничиванием ................................... 425 § 3.4. Релейный режим работы магнитных усилителей........... 431 § 3.5. Инерционность магнитных усилителей в релейном режиме .... 434 Глава 4. Расчетные соотношения для магнитных усилителей........... 440 § 4.1. Магнитные материалы сердечников................... 440 § 4.2. Расчетно-конструктивные соотношения при заданной расчетной мощности из условий допустимого нагрева............... 441 § 4.3. К выбору размеров сердечников магнитного усилителя по уравнениям геометрического фактора из условия допустимого нагрева ........................................ 446 § 4.4. Последовательность расчета магнитных усилителей при заданной выходной мощности из условия допустимого нагрева..... 451 § 4.5. Особенности расчета магнитных усилителей при заданном к. п. д. 457 § 4.6. К расчету магнитных усилителей, работающих в релейном режиме ........................................ 460 Глава 5. Полупроводниковые релейные элементы.................. 461 § 5.1. Релейный полупроводниковый усилитель на триодах (бесконтактное полупроводниковое реле)..................... 461 § 5.2. Релейный усилитель на полупроводниковых переключателях 489 Глава 6. Логические элементы............................... 502 § 6.1. Общие определения. Логические элементы в контактном исполнении ....................................... 503 § 6.2. Логические элементы на бесконтактных магнитных реле..... 508 § 6.3. Магнитно-полупроводниковые логические элементы........ 510 § 6.4. Транзисторные логические элементы.................. 527 Раздел седьмой 531 Механизмы аппаратов Глава 1. Особенности и основные виды механизмов аппаратов......... 531 § 1.1. Особенности механизмов аппаратов. Основные элементы механизмов и требования, предъявляемые к ним.............. 531 § 1.2. Приводные механизмы............................ 533 § 1.3. Передаточные механизмы.......................... 544 § 1.4. Исполнительные механизмы........................ 549 § 1.5. Механизмы буферно-противоударные и создающие выдержку времени ...................................... 552 Глава 2. Кинематика и динамика механизмов аппаратов............. 560 § 2.1. Примеры простых и сложных механизмов............... 560 § 2.2. Кинематика механизмов........................... 563 § 2.3. Силы, действующие в механизмах..................... 568 § 2.4. Динамика механизмов............................ 578 Литература ........................................... 581 Приложения ..........................................587 Цена: 300руб. |
||||