Hàm Logic Trong Thiết Bị Đi part part 16

Chia sẻ: Dwqdqwdqwd Dqwdqwd | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

71
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các yêu cầu chung đối với máy ngắt cao áp được nêu trong các tiêu chuẩn kĩ thuật khác nhau (như tiêu chuẩn Liên Xô cũ OCT 687-41 hay các tiêu chuẩn quốc tế :IEC, DIN VDE, ANSI).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hàm Logic Trong Thiết Bị Đi part part 16

Chú ý đến phương trình (8-27) từ (8-31) sẽ nhận được : F1 F2 k −1 ⎛γ ⎞ 2 C0t = C0 ⎜ 0t ⎟ ⎜γ ⎟ Pa V1 ⎝ 0⎠ P0t, γ0t, Và phương trình (8-30) có θ F1 dạng: >F2 dγ 0t α k +1 = − k −1 γ 0 t 2 (8-33) Hình 8-8. Sơ đồ để tính thể tích tối thiểu của bình chứa. dt γ 02 0,57F1C0 Trong đó: α = V1 Với các điều kiện ban đầu t = 0; γ 0t = γ 0 nghiệm của phương trình này có dạng: γ0 γ 0t = (8-34) 2 αt ⎡ ⎤ k −1 ⎢1 + 2 (k − 1)⎥ ⎣ ⎦ Trên cơ sở (8-27) ta nhận được quan hệ giữa áp suất và thời gian: p0 p0t = (8-35) 2k ⎡ αt ⎤ k −1 ⎢1 + 2 (k − 1)⎥ ⎣ ⎦ Dưới chế độ dưới tới hạn cách tính về sự chảy có thể tiến hành với mức độ chính xác trên cơ sở của các hệ thức sau: γ 1 = γ a = const (8-36) p p1 = a = β t = f (t ) (8-37) p0 t p0 t k +1 dγ 0t γ − dβ t = − a βt k (8-38) dt k dt F1C0 ϕ(β t )γ a dγ 0t =− (8-39) dt V1 Giải liên hợp (8-38) và (8-39) ta được: β =βt dβ t V1 ∫,53 1+ k tn = (8-40) kF1C0 β = 0 β k ϕ(β ) t t Tương tự như trên, phương trình (8-40) giải bằng phương pháp đồ thị tích phân. Trong kết quả của tính toán xác định được quan hệ: 181
β t = f (t ) Theo quan hệ tìm được và sử dụng phương trình: p p0t = a (8-41) βt Ta xác định hành trình của sự thay đổi áp suất trong thể tích làm việc, trong thời gian của quá trình này trị số β t thay đổi trong khoảng: 0,53 ≤ β t < 1 . 8.5. Sự BƠM ĐầY KHÔNG GIAN LÀM VIệC HÌNH TRụ CủA Bộ PHậN CƠ KHÍ CHUYểN ĐộNG BằNG HƠI Sơ đồ tính toán của bộ phận cơ khí chuyển động bằng hơi nêu ở hình 8-9. Không khí nén có các tham số ban đầu p0 , γ 0 , θ 0 qua lỗ F vào không gian làm việc hình trụ, pít tông càng chuyển động thể tích hình trụ càng thay đổi. Trong trường hợp này quá trình bơm đầy, áp suất không khí trong đó được xác định bằng các tham số và đặc tuyến cơ khí của pít tông và của hệ thống di động (khối lượng qui đổi của hệ thống di động, trị số và đặc tuyến của các lực ma sát , ....). g V t, ,t ,t F t P I Vt Po go I o m( ) Fo Hình 8-9. Sơ đồ để tính sự chuyển động pít tông của bộ phận cơ khí chạy bằng hơi. Bài toán của hệ thống này thường tiến hành: 1) Xác định sự thay đổi áp suất của không khí trong không gian làm việc hinh trụ theo thời gian. 2) Xác định tốc độ chuyển động và đường chuyển dịch của pít tông cho từng thời điểm. Giải bài toán này là giải liên hợp các phương trình biểu thị quá trình bơm đầy không khí nén vào một số thể tích biến thiên và phương trình chuyển động của hệ thống được xét có tham số cho trước. Trong trường hợp bơm đầy không tính đến sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh (như giả thiết) các phương trình cơ bản biểu thị sự bơm đầy vào thể tích biến thiên có hai dạng sau: 182
+ Các phương trình về số lượng khí trong thể tích Vt tại thời điểm t và về lưu lượng khí đi qua lỗ F: dγ dQt dVt Qt = γ t V t ; = G t = Vt t + γ t (8-42) dt dt dt t Qt = ∫ G t dt + V0 γ 0 (8-43) 0 Trong đó: V0 là thể tích ban đầu của không gian làm việc. γ 0 : Khối lượng riêng ban đầu của khí. + Phương trình cân bằng nhiệt. G t I 0 dt = d(G t I t ) − AV t dpt (8-44) Trong đó :I0 và It là entropi của khí trong bình chứa và trong hình trụ. A: đương lượng nhiệt. Trên cơ sở (8-44) và hệ thức : kA p I= . k −1 γ Trong đó k: hệ số mũ đẳng nhiệt, ta biến đổi phương trình (8-41) đưa về dạng: p dγ dpt −k t . t γ t dt Gt dt = (8-45) p0 p t Qt kγ t ( − ) γ0 γt Trong tính toán lưu lượng Gt được xác định trên cơ sở của các phương trình đã nêu tương ứng với các chế độ trên tới hạn và dưới tới hạn: G tth = 0,57.F.C0 γ 0 G tdth = FC0 ϕ(β )γ 0 pt và ϕ(β) : tốc độ không đơn vị, giá trị của nó có thể xác định theo các đường β= p0 cong hình 8-3. Phương trình chuyển động là phương trình cơ bản của hệ thống được xét, giới thiệu nó trong dạng chung như sau: d[m(x )] p t F0 − ∑ p(x ) dv h(x ) 2 1 + v+ = (8-46) v2 dt m(x ) 2m(x ) m(x ) dx Trong đó: v : tốc độ chuyển dịch của pít tông. m(x) : khối lượng chuyển dịch của tất cả hệ thống di động qui đổi về pít tông. h(x) : lực chống rung qui đổi về tốc độ của pít tông (tốc độ bằng đơn vị). 183
∑ p( x) : tĩnh lực quy đổi tác động vào pít tông ở các vị trí khác nhau x. p t F0 : áp lực của không khí nén tác động vào diện tích làm việc của pít tông F0 tại thời điểm t. Hệ các phương trình (8-45) và (8-46) trong dạng chung không giải được, cho nên giải bài toán phải tiến hành bằng phương pháp số. Ở dưới sẽ cho một trong các phương pháp số tính gần đúng của hệ thống đang xét. V2 Để tính ta cần phải biết: các tham số của không khí trong bình chứa p0 , γ 0 , θ 0 ; các tham số và đặc tính cơ học và hình học của hệ thống, cũng như các tham số của không F1 khí trong bình trụ tại thời điểm pít tông bắt đầu đẩy. Ta xác định các tham số sau cùng này V1 trên cơ sở của phương trình (8-46) với các Hình 8-10. Để tính giai đoạn thứ nhất về sự điều kiện ban đầu: bơm đầy buồng dập hồ quang của dv t = 0; v = 0; =0 máy ngắt BB-110. dt ∑ p( x) 0 nghĩa là: p 0 t = F0 ∑ p( x) : lực tĩnh qui đổi tác động vào pít tông tại thời điểm đẩy. 0 Theo các giá trị tìm được p 0 t ta xác định γ 0t , cũng như tính sự bơm đầy thể tích ban đầu V0 tại thời điểm đẩy pít tông dưới chế độ chảy nào đó. Với khoảng thời gian thứ nhất cho trước Δt 1 và thể tích ban đầu V0 ta tìm được giá trị cuối cùng về khối lượng riêng của không khí trong hình trụ theo phương trình: G Δt + γ 0 V0 G t Δt 1 γ t1 = t = + γ0 V0 V0 và tiếp theo: dγ t Δγ t 1 γ 0t − γ t 1 G t = = ≈ Δt 1 Δt 1 dt V0 Với các khoảng thời gian tiếp sau các phương trình này có dạng: G Δt + γ 0 V0 ⎫ γ tn = tn n ⎪ ⎪ V tn (8-47) ⎬ dγ tn G t ⎪ ≈ ⎪ ⎭ dt Vt 184
Nhận thấy rằng, trong mỗi khoảng thời gian Δt n các giá trị pt , γ t , G t không thay đổi, ta có thể tính được trị số áp suất theo phương trình: [ ] B n Cn 1 − e− (kB n − D n )Δt n + p t ( n−1)e− (kBn − D n )Δt n p tn = (8-48) kB n − D n Trong đó: ⎫ G tn Bn = G t n Δt n + γ 0t V0 ⎪ ⎪ ⎪ p0 Cn = kγ tn (8-49) ⎬ γ0 ⎪ ⎪ G tn Dn = k ⎪ γ tn V tn ⎭ Phương trình về sự chuyển động (8-45) đối với khoảng thời gian ngắn Δt n có thể tính một cách gần đúng như sau: dv + b 2 v 2 = a2 (8-50) dt pt F0 ± ∑ p(x ) h(x ) b= Trong đó: a = và m(x ) m(x ) Nghiệm của phương trình này đối với v n ở cuối khoảng thời gian Δt n có dạng: 1⎡ ⎤ ω th⎢ω n Δt n + n arth(η n−1 v n−1 )⎥ vn = (8-51) η⎣ ω n −1 ⎦ Trong phương trình này có: b ω n = an b n ; η n = n an b ω n − 1 = a n − 1 b n − 1 ; η n − 1 = n −1 a n −1 Các kí hiệu n-1 và n tương ứng với các khoảng thời gian trước và đang xét Δt n−1 và Δt n . 185
Tốc độ trung bình của sự chuyển F2 động pít tông trong các khoảng Δt n tìm theo phương trình: V,2 v + vn v trb = n−1 F,1 2 và tương ứng với nó gia tốc về hành trình của pít tông được xác định theo: Δx n ≈ v trb .Δt n Khi đó thể tích không gian làm việc F1 Vtn ở cuối khoảng thời gian đang xét được xác định theo biểu thức: i =n v tn = F0 ∑ Δx t + V0 (8-52) V1 i =0 Giá trị Vtn tìm được từ (8-52) phải bằng giá trị đã nhận trong các phương trình Hình 8-11. Để tính giai đoạn thứ hai về sự bơm đầy buồng dập hồ quang của máy (8-48) và (8-49). Khi giải bằng con số trong ngắt BB-110. trường hợp các trị số này không trùng nhau thì tính lặp lại và tìm sự gần đúng lần hai của tất cả các trị số. Trong kết quả của tính toán dựng các đường cong: p t = f (t ); x = f 1 (t ) và v = f 2 (t ) và tìm được thời gian pít tông chuyển động hoàn toàn. Trong thực tế thiết kế có thể có các trường hợp đơn giản hơn, khi các giá trị p(x), m(x) và lực ma sát trong quá trình chuyển động ít thay đổi và xem như không đổi. Trong trường hợp này phương trình (8-46) có dạng đơn giản hơn: dv p t F0 − p t − p τ = (8-53) dt m pt : tĩnh lực tác động về phương diện cơ học vào pít tông. p τ : lực ma sát. Khi đó tính tốc độ chuyển động của pít tông ở cuối khoảng thời gian đang xét Δt n có thể tiến hành theo phương trình: p F − p t − pτ vn = t 0 Δt n + v n − 1 (8-54) m còn lại cách tính sự bơm đầy vẫn giống như trường hợp trước. Trong một số trường hợp có thể gặp các điều kiện về bơm đầy và chuyển động pít tông đơn giản hơn, biểu hiện bằng các phương trình đơn giản. Trong các trường hợp này xét sơ lược các trường hợp tính từng bộ phận như: hệ thống tiếp điểm, pít tông của buồng dập hồ quang, đĩa van,... 8.6. VÍ Dụ TÍNH Sự BƠM ĐầY BUồNG DậP Hồ QUANG CủA MÁY NGắT KHÔNG KHÍ ĐIỆN ÁP 110KV 186
Tính toán và dựng đường cong áp suất không khí trong buồng dập hồ quang của máy ngắt không khí khi bơm đầy trong quá trình mở. 1. Các tham số cho trước Thể tích bình chứa V1=1,3m3. áp suất ban đầu của không khí trong bình chứa p0=20 at. Đường kính của lỗ van bình D=17cm. Số nắp mũ thổi và đường kính của các lỗ: hai nắp mũ với d1=55mm (hình trụ), hai nắp mũ với d2=30mm (hình nón). 2) Tính tiết diện hiệu ứng của các lỗ Hệ số thu hẹp các lỗ van chính ta lấy μ=0,45. Vậy tiết diện: πD 2 0,45.π.172.10−4 = 1,02.10− 2 m 2 F1 = μ = 4 4 Nhân cho các nắp mũ tiếp điểm μ1=0,5 và μ2=0,7 ta tìm tổng tiết diện hiệu ứng các lỗ của nắp mũ: ( ) ( ) π π μ 1d1 + μ 2 d 2 = 0,5.5,5 .10− 4 + 0,7.3 .10− 4 = 0,33.10 2 ; [m 2 ] − F2 = 2 2 2 2 2 2 3) Tính sự đồ đầy khi các nắp mũ đóng ở chế độ trên tới hạn Sơ đồ tính toán ở hình 8-10. Thể tích được bơm đầy ở giai đoạn thứ nhất: V2= 6.10-2m3. 187
Cách tính được tiến hành phù hợp với các phương trình (8-7) và (8-10) theo công thức tính toán: η(β) 0,4 k ⎡ γ⎤ 2 1 p t = p bâ ⎢1 − α 2 k0 t ⎥ 0,3 γ bâ ⎦ ⎣ Trong trường hợp này pbđ=1 at, 3 0,2 θ bđ=2930 K 4 1.104 p γ bâ = bâ = = 1,17kg/m3 0,1 Rθ bâ 29,3.293 β 0 20.104 p 1,0 γ0 = 0 = = 23,5kg/m3 Hình 8-12. Giai0đoạn thứ8 ai của9 ự bơm đầy 70h0s 05 06 Rθ 29,3.293 buồng dập quang của máy ngắt BB-110. 0,57.F.C0 0,57.1,02. −2.345 10 1 α2 = = = 33,[ ] 1) Khi F2 = 0,2 F 1 2) Khi 2 = 0,4 −2 V2 s 6.10 F1 F1 F F 3) Khi 2 = 0,6 4) Khi 2 = 0,8 Khi đó công thức tính toán có dạng: F1 F1 p t = (1 − 625t ) 1,4 Theo công thức này tính và dựng phần đầu của đường cong hình 8-14. Chế độ trên tới hạn kết thúc khi p t = 0,523p ≈ 10,5at. Tương ứng với nó thời gian t 1 ≈ 8.10−3 , s . 0 4) Tính sự bơm đầy khi các nắp mũ đóng ở chế độ dưới tới hạn Sơ đồ tính toán ở hình 8-10. Áp suất được tính theo phương trình (8-16) bằng phương pháp đồ thị tích phân. Muốn vậy ta bắt đầu tìm: kF1C0 1,4.1,02.1 −2.3450 1 = = 81,5 ] [ −2 V2 s 6.10 Để tính ta sử dụng đường cong tích phân hình 8-5. Đoạn đường cong về áp suất đối với chế độ này cũng được dựng ở hình 8-14. Thời gian của chế độ này rất ngắn t 2 ≈ 2.10−3 , s , vì trong lúc đó các nắp mũ mở và giai đoạn thứ hai của sự bơm đầy bắt đầu. 5) Tính giai đoạn thứ hai của sự bơm đầy 188
Sơ đồ tính toán cho ở hình 8-11. 1 Trong hành trình của giai đoạn này 12 η(β ) có sự thu hẹp không khí ở chỗ chuyển từ ống thổi vào buồng dập hồ quang. Tính đến 10 điều đó cần phải lấy thể tích ruột bên trong của buồng dập hồ quang V2 làm thể tích V2; ' 8 tiết diện lỗ ra từ ống vào buồng dập hồ ' quang F1 làm tiết diện F1. 6 Trong trường hợp này: β 4 F −2 −3 V = 1,2.10 m ; F = 5.10 m ; 2' ≈ 0,6 ' 3 ' 2 1,0 2 1 F1 05 06 07 08 09 Hình 8-13. Để tính giai đoạn thứ hai của sự bơm Tính toán được tiến hành trên cơ sở đầy buồng dập hồ quang của máy ngắt của phương trình (8-25), giá trị của số nhân BB-110. Hàm số trong dấu tích phân trong phương trình này: F 1 = f (β ) khi 2 = 0,6 . η(β ) F1 − ' 1,2.10 2 V2 − = = 0,5.10 2 , [s] −4 ' kF1C0 1,4.50.10 .345 Trong hình 8-12 xây dựng quan hệ của: k −1 F2 k η(β) = βϕ(β) − 0,57 β F1' Theo đó ở hình 8-13 ta xây dựng hàm số trong dấu tích phân của phương trình (8- 1 = f (β) , theo hàm số này với giá trị ban đầu: β bâ = 0,65 chúng ta tìm quan hệ của 23) η(β) β t = f 1 (t ) và sau đó p t = β t p0 = f 2 (t ) Trong hình 8-14 xây dựng đoạn đường cong tương ứng với giai đoạn thứ hai của sự bơm đầy. Khoảng thời gian t3 tương ứng với giai đoạn này. Quá trình kết thúc ở thời điểm t 4 = t 1 + t 2 + t 3 , khi đó van thổi đóng lại. Ở hình 8-14 người ta dựng đường cong thực nghiệm cho máy ngắt đó với các điều kiện tương tự. So sánh các đường cong này thấy rằng chúng trùng nhau. 189
Pt [ ] 1 2 16 12 8 6 4 t[10- 0 2 s] 8 10 6 2 4 t3 Hình 8-14. Sự thay đổi áp t0ấttrong buồng dập hồ4 quang của máy ngắt không khí BB-110 khi su t t2 t 1 ngắt. 1) Đường cong tính toán. 2) Đường cong thực nghiệm: t0 : thời gian mở van thổi. t1: thời gian của chế độ trên tới hạn. t2: thời gian của chế độ dưới tới hạn . t3: giai đoạn thứ hai của sự bơm đầy. 190
CHƯƠNG 9 CƠ CẤU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ CỦA MÁY NGẮT ĐIỆN CAO ÁP 9.1. CÁC SƠ Đồ ĐộNG HọC CủA TRUYềN ĐộNG CƠ KHÍ Trong máy ngắt cao áp sự chuyển dịch các hệ thống tiếp điểm động theo hành trình cho trước với tốc độ cho sẵn khi đóng và ngắt được thực hiện gián tiếp bằng các bộ phận cơ khí, chúng đóng được là nhờ năng lượng của bộ phận truyền động. 7 7 6 6 4 4 3 5 3 2 K0 MCP 1 1 b) a) 7 6 8 6 1 1 c) d) Hình 9-1. Các sơ đồ nguyên lí động học về các bộ phận cơ khí của máy ngắt. Quan hệ động học của hệ thống tiếp điểm với bộ phận làm việc truyền động (phần ứng điện từ, pít tông, lò xo điều tiết,...) thực hiện bằng các phương pháp khác nhau phụ thuộc vào kiểu của máy ngắt và kiểu của truyền động. Các sơ đồ nguyên lí động học của máy ngắt cao áp ở hình 9-1a, b, c, d. Sơ đồ a, khi mở hệ thống tiếp điểm động 6 chuyển động là nhờ bộ phận truyền tác động một chiều qua khâu trung gian 4. Tổng hợp các khâu trung gian này gọi là bộ phận truyền động cơ khí. 191