1、復(fù)旦大學(xué)福州大學(xué)許志紅 蘇晶晶復(fù)旦大學(xué)2.1 2.1 電器的發(fā)熱現(xiàn)象電器的發(fā)熱現(xiàn)象2.2 2.2 電器的散熱電器的散熱2.3 2.3 電器的允許溫升電器的允許溫升2.4 2.4 電器的穩(wěn)定溫升計(jì)算電器的穩(wěn)定溫升計(jì)算2.5 2.5 典型電器的溫升計(jì)算典型電器的溫升計(jì)算2.6 2.6 不同工作制下電器的溫升不同工作制下電器的溫升2.7 2.7 電器的熱穩(wěn)定性電器的熱穩(wěn)定性 電器發(fā)熱的來源在于內(nèi)部的能量損耗，降低電器工作溫度的主要途徑就是設(shè)法減小損耗。2.1 2.1 電器的發(fā)熱現(xiàn)象電器的發(fā)熱現(xiàn)象電阻損耗：電阻損耗：電電器器的的熱熱源源磁滯、渦流損耗：磁滯、渦流損耗：電阻可以是導(dǎo)體的金屬電阻，也可以是

2、導(dǎo)體連接處的接觸電阻。交變磁通在鐵心中產(chǎn)生的附加損耗。介質(zhì)損耗：介質(zhì)損耗：交變電磁場(chǎng)在絕緣體內(nèi)產(chǎn)生的損耗。摩擦、碰撞損耗：摩擦、碰撞損耗：聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)部分在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的損耗。電弧損耗：電弧損耗：電弧溫度極高，是一個(gè)不可忽視的熱源。) 12(2RIKPf電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的能量損耗稱為電阻損耗（或電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的能量損耗稱為電阻損耗（或稱焦耳損耗）稱焦耳損耗）1 1、電阻損耗、電阻損耗計(jì)算公式計(jì)算公式RIKPf2AlRAJIlAm)32(2mJKPf1 1、電阻損耗、電阻損耗計(jì)算公式計(jì)算公式1 1、電阻損耗、電阻損耗趨膚效應(yīng)趨膚效應(yīng)透膚深度透膚深度)62()2/(fb趨膚損耗系數(shù)趨膚損耗系數(shù)

3、fpAKj2集膚效應(yīng)的大小可以用電磁波在導(dǎo)體內(nèi)集膚效應(yīng)的大小可以用電磁波在導(dǎo)體內(nèi)部滲入深度部滲入深度b b來表示：來表示：1 1、電阻損耗、電阻損耗 趨膚損耗系數(shù)的求解趨膚損耗系數(shù)的求解根據(jù)公式導(dǎo)體直徑、電阻率及電源頻率。計(jì)算參數(shù) ，再查圖2-3，可得趨膚損耗系數(shù)Kj 。 fd20 圓截面導(dǎo)體：圓截面導(dǎo)體：1 1、電阻損耗、電阻損耗 趨膚損耗系數(shù)的求解趨膚損耗系數(shù)的求解矩形截面導(dǎo)體的趨膚損耗系數(shù)可參考課本表2-1。其中其中20時(shí)矩形截面導(dǎo)體的趨膚損耗系數(shù)fabKc31105 矩形截面導(dǎo)體：矩形截面導(dǎo)體：兩個(gè)相鄰載流導(dǎo)體間磁場(chǎng)相互作用使兩導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生兩個(gè)相鄰載流導(dǎo)體間磁場(chǎng)相互作用使兩導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電流

4、分布不均勻的現(xiàn)象。電流分布不均勻的現(xiàn)象。1 1、電阻損耗、電阻損耗鄰近效應(yīng)鄰近效應(yīng)鄰近效應(yīng)與相鄰載流導(dǎo)體內(nèi)電流流向有關(guān)。 對(duì)圓截面導(dǎo)體：對(duì)圓截面導(dǎo)體：鄰近效應(yīng)系數(shù)Klj，可查表2-3得到。其中系數(shù)Kx為1 1、電阻損耗、電阻損耗 鄰近損耗系數(shù)的求解鄰近損耗系數(shù)的求解fdKx20式中，d導(dǎo)體的直徑； l兩導(dǎo)體中心線之間的距離。導(dǎo)體通過的電流為交流，則交變磁通在鐵磁體內(nèi)產(chǎn)生渦流和磁滯損耗。減小鐵磁損耗常采用的措施：減小鐵磁損耗常采用的措施： 采用導(dǎo)磁性能好的鐵磁材料； 采用永磁材料； 采用非磁性間隙； 采用短路圈等。2 2、磁滯、渦流損耗、磁滯、渦流損耗實(shí)線片厚0.5mm，虛線片厚0.35mm2

5、2、磁滯、渦流損耗、磁滯、渦流損耗例圖例圖實(shí)心鋼導(dǎo)體損耗曲線絕緣材料在交變電場(chǎng)中的損耗與電場(chǎng)強(qiáng)度絕緣材料在交變電場(chǎng)中的損耗與電場(chǎng)強(qiáng)度E和頻率和頻率f成成比例，高壓電器一般要考慮此損耗比例，高壓電器一般要考慮此損耗。 交變電場(chǎng)中的介質(zhì)損耗為 )72(tan22fCUp3 3、介質(zhì)損耗、介質(zhì)損耗理論上 工程上，采用經(jīng)驗(yàn)公式 )82(tanCiXR)92(108 . 1tan)(4mabe3 3、介質(zhì)損耗、介質(zhì)損耗tantan計(jì)算計(jì)算電器中連接部分在工作過程中會(huì)產(chǎn)生機(jī)械摩擦和碰電器中連接部分在工作過程中會(huì)產(chǎn)生機(jī)械摩擦和碰撞，由此產(chǎn)生的損耗形成電器工作中的熱源。撞，由此產(chǎn)生的損耗形成電器工作中的熱源。

6、機(jī)械碰撞越大，電器的機(jī)械壽命越低。4 4、摩擦、碰撞損耗、摩擦、碰撞損耗5 5、電弧發(fā)熱、電弧發(fā)熱有觸點(diǎn)電器在工作過程中，當(dāng)執(zhí)行接通任務(wù)時(shí)，產(chǎn)生的觸頭之間的彈跳，將產(chǎn)生電弧和火花；執(zhí)行分?jǐn)嗳蝿?wù)時(shí)，也會(huì)在觸頭間產(chǎn)生嚴(yán)重的電弧燃燒現(xiàn)象電弧為高溫游離氣體，其產(chǎn)生大量的熱量。2.2 2.2 電器的散熱電器的散熱 電器散熱有三種形式，即 熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射和熱輻射。 電器的熱損耗由它們散失到周圍。 熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是質(zhì)點(diǎn)間的直接作用，把能量從一個(gè)質(zhì)點(diǎn)傳遞到另一個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)。傳遞介質(zhì)：傳遞介質(zhì)：絕緣的液體、固體、氣體絕緣的液體、固體、氣體 熱傳導(dǎo)是固態(tài)物質(zhì)傳熱的主要方式，溫差的存在是熱交換

7、熱傳導(dǎo)是固態(tài)物質(zhì)傳熱的主要方式，溫差的存在是熱交換的必要條件！的必要條件！1 1、散熱方式、散熱方式熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)分析熱傳導(dǎo)現(xiàn)象必須用到著名的傅里葉定律:單位時(shí)間內(nèi)通過物體單位面積的熱量與該處的溫度梯度成正比，即：式中，熱導(dǎo)率，負(fù)號(hào)表示熱量傳遞的方向與溫度梯度 相反，即向著溫度降低的方向傳遞。)102( gradq1 1、散熱方式、散熱方式熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)本質(zhì)是通過粒子互相移動(dòng)而產(chǎn)生熱能轉(zhuǎn)移，對(duì)流常本質(zhì)是通過粒子互相移動(dòng)而產(chǎn)生熱能轉(zhuǎn)移，對(duì)流常伴有熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。伴有熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。傳遞介質(zhì)：傳遞介質(zhì)：液體、氣體液體、氣體對(duì)流方式對(duì)流方式 自然對(duì)流：自然對(duì)流：強(qiáng)迫對(duì)流：強(qiáng)迫對(duì)流：流體質(zhì)點(diǎn)因溫度升高而上升形成的

8、對(duì)流；質(zhì)點(diǎn)在外力作用下被迫流動(dòng)形成的對(duì)流； 1 1、散熱方式、散熱方式熱對(duì)流熱對(duì)流 由電磁波傳播能量，不需直接接觸的傳熱方式。由電磁波傳播能量，不需直接接觸的傳熱方式。 傳遞介質(zhì)：傳遞介質(zhì)：氣體氣體熱輻射應(yīng)具備發(fā)射物體、輻射的傳播空間以及處于輻射路徑上吸收輻射熱的物體。熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流在傳熱途徑中需要存在溫度差的熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流在傳熱途徑中需要存在溫度差的物體；物體； 輻射傳熱可以在真空中輻射傳熱可以在真空中1 1、散熱方式、散熱方式熱輻射熱輻射在一定溫度范圍內(nèi)多數(shù)材料的與近似呈線性關(guān)系，即)112()1 (0b2 2、熱傳導(dǎo)的計(jì)算方法、熱傳導(dǎo)的計(jì)算方法熱導(dǎo)率范圍甚大，銀為425，銅為390。，鋁

9、為210，黃銅為85，某些氣體為：0.006。以圖2-7為例進(jìn)行熱傳導(dǎo)計(jì)算，尺寸如圖所示，P代表整個(gè)物體的熱流。由式（2-10）可得)122( dxdq2 2、熱傳導(dǎo)的計(jì)算方法、熱傳導(dǎo)的計(jì)算方法分析分析面積為AP12圖2-7 物質(zhì)熱傳導(dǎo)示意（12）)132()(21AAP)142()/(TRAAP)152(1TAR熱傳導(dǎo)與電傳導(dǎo)的對(duì)比關(guān)系熱傳導(dǎo)與電傳導(dǎo)的對(duì)比關(guān)系熱傳導(dǎo)公式與歐姆定律相比，極為相似。歐姆定律歐姆定律)162( AlUAlURUI熱傳導(dǎo)與電傳導(dǎo)的對(duì)比關(guān)系如下表2 2、熱傳導(dǎo)的計(jì)算方法、熱傳導(dǎo)的計(jì)算方法 外包絕緣層導(dǎo)體外包絕緣層導(dǎo)體圓筒截面右圖，熱傳導(dǎo)率，設(shè)導(dǎo)體長(zhǎng)度為l。半徑為半徑為

10、r處厚度為處厚度為dr的圓筒的熱阻為的圓筒的熱阻為)172(2rldrdRT長(zhǎng)圓筒熱阻為長(zhǎng)圓筒熱阻為)182(ln2121221rrlrldrRrrTr1r2=102O2 2、熱傳導(dǎo)的計(jì)算方法、熱傳導(dǎo)的計(jì)算方法 外包絕緣層導(dǎo)體外包絕緣層導(dǎo)體若內(nèi)外壁的溫度為1與2，則通過外表面散出的熱流P為)192()(ln22112rrlP絕緣層總熱阻絕緣層總熱阻)202(ln12111iiniiTrrlR3 3、熱對(duì)流的計(jì)算方法、熱對(duì)流的計(jì)算方法牛頓提出了熱流密度與固體壁面溫度和流體溫度的牛頓提出了熱流密度與固體壁面溫度和流體溫度的溫度差之間的關(guān)系，即溫度差之間的關(guān)系，即)242()(0Ap)252(A1T

11、R對(duì)流散熱的熱阻對(duì)流散熱的熱阻3 3、熱對(duì)流的計(jì)算方法、熱對(duì)流的計(jì)算方法例：空氣中垂直安放的平板形導(dǎo)體，對(duì)流系數(shù)為：例：空氣中水平安放的平板形導(dǎo)體，發(fā)熱面向上，對(duì)流系數(shù)為：例：變壓器油中垂直安放的平板導(dǎo)體，對(duì)流系數(shù)為：)262()(55. 225. 00)272()(25. 325. 00)282()()4838(25. 00熱輻射的方式：熱輻射的方式： 熱能熱能（發(fā)熱）（發(fā)熱）（轉(zhuǎn)變?yōu)椋┹椛淠茌椛淠埽▽?shí)質(zhì)是一種電磁波）（轉(zhuǎn)變?yōu)椋崮軣崮埽ū晃眨ū晃眨?4 4、熱輻射的計(jì)算方法、熱輻射的計(jì)算方法設(shè)在一個(gè)封閉的腔體壁上，開一個(gè)小孔，可近似為封閉的腔體。從小孔進(jìn)入的光線幾乎全部被壁面吸收。入

12、射光線黑體腔體圖2-14 黑體示意4 4、熱輻射的計(jì)算方法、熱輻射的計(jì)算方法黑體單位面積發(fā)射的功率黑體單位面積發(fā)射的功率)292(4Tpf兩個(gè)物體間通過輻射交換的熱量與兩個(gè)物體間通過輻射交換的熱量與T4之差成正比之差成正比)302()(4241TTpf輻射熱阻輻射熱阻4 4、熱輻射的計(jì)算方法、熱輻射的計(jì)算方法 輻射熱阻輻射熱阻)342(TpRn由于精確計(jì)算散熱過程和確定散熱參數(shù)極其困難。n常常將這三種散熱方式綜合考慮。n采用工程上的計(jì)算方法綜合散熱系數(shù)，來計(jì)算電器的散熱。2.3 2.3 電器的允許溫升電器的允許溫升導(dǎo)體、鐵磁體導(dǎo) 體絕緣體周圍介質(zhì) 設(shè) 備焦耳損耗渦流、磁滯損耗介質(zhì)損耗散發(fā)加溫升

13、熱發(fā)熱耗熱熱平衡1 1、電器的發(fā)熱損耗、電器的發(fā)熱損耗2 2、電器溫度過高的影響、電器溫度過高的影響為了保證電器工作的可靠性及一定的使用壽命，國(guó)際和各國(guó)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電器各部分的極限允許溫升都有明確的規(guī)定。3 3、極限允許溫升的確定依據(jù)、極限允許溫升的確定依據(jù)極限允許溫升制定依據(jù)：極限允許溫升制定依據(jù)： 電器的絕緣部分不致因溫度過高而損壞，或使工作壽命過分降低； 導(dǎo)體和結(jié)構(gòu)部分不致因溫度過高而降低其機(jī)械性能。 電器的觸頭部分除了考慮機(jī)械強(qiáng)度外，還要考慮氧化以及其他問題（接觸電阻）。（1）電器溫升4 4、電器溫升和極限允許溫升、電器溫升和極限允許溫升電器溫升=電器本身溫度-周圍環(huán)境溫度（2）電器各

14、部件的極限允許溫升極限允許溫升=極限允許溫度-工作環(huán)境溫度我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定周圍空氣的溫度范圍為我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定周圍空氣的溫度范圍為405 5、電器極限允許溫升、電器極限允許溫升（按相關(guān)國(guó)家溫升試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量）：（按相關(guān)國(guó)家溫升試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量）： 1、電器中裸導(dǎo)體的極限允許溫升應(yīng)小于材料軟化點(diǎn) （機(jī)械性能顯著下降即軟化）。 2、對(duì)絕緣材料和外包絕緣的導(dǎo)體：其極限允許溫升的大小由絕緣材料的老化和擊穿特性決定。3、對(duì)于觸頭材料，除考慮機(jī)械強(qiáng)度外，還要考慮氧化和其他問題。短路通過短路電流時(shí)的極限允許溫度：短路通過短路電流時(shí)的極限允許溫度：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)未作統(tǒng)一規(guī)定！一般要求：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)未作統(tǒng)一規(guī)定！一般要求： 油

15、中的裸導(dǎo)體不應(yīng)超過250 ;不和有機(jī)絕緣材料或油接觸的 銅或黃銅部件不應(yīng)超過300 ;鋁在任何情況下不應(yīng)超過200 ;固定接觸連接部分的發(fā)熱不應(yīng)超過其它部分載流導(dǎo)體的發(fā)熱;電器主觸頭溫度限制在200 以內(nèi)弧觸頭要求不熔焊; 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電器絕緣材料的耐熱等級(jí)見課本表2-7。2.4 2.4 電器的穩(wěn)定溫升計(jì)算電器的穩(wěn)定溫升計(jì)算電器在工作過程中，如果通電時(shí)間足夠長(zhǎng)，使其工作溫度接近于一個(gè)穩(wěn)定的值，那么就可以采用牛頓公式進(jìn)行計(jì)算。1 1、熱平衡方程式、熱平衡方程式輸入的導(dǎo)體熱量輸入的導(dǎo)體熱量提高導(dǎo)體本身溫度提高導(dǎo)體本身溫度+散熱散熱)352( cmddtAKpdtT2 2、發(fā)熱穩(wěn)定、發(fā)熱穩(wěn)定輸入的

16、導(dǎo)體熱量散熱輸入的導(dǎo)體熱量散熱)362( wTAKp式中， 發(fā)熱體的穩(wěn)定溫升，w3 3、綜合散熱系數(shù)、綜合散熱系數(shù) 綜合散熱系數(shù)，包含了所有的散熱形式，因而各種具體條件對(duì)KT數(shù)值的影響極大，而KT的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)往往又是在特定條件下得到的，這就要求在選用時(shí)必須慎重對(duì)待。 其次，對(duì)于有效散熱面的選取，也必須跟據(jù)不同的具體對(duì)象，對(duì)散熱情況進(jìn)行分析后確定。 電器工作中某中工作情況下的綜合散熱系數(shù)可見教材表2-83 3、綜合散熱系數(shù)、綜合散熱系數(shù)根據(jù)相似理論求得導(dǎo)體的綜合散熱系數(shù)數(shù)值計(jì)算公式如下：)372( 1273)273(08. 21004. 2)-(33. 1030725. 000TflK3 3、綜合

17、散熱系數(shù)、綜合散熱系數(shù)對(duì)于電器中的線圈，綜合散熱系數(shù)公式為：對(duì)于電器中的線圈，綜合散熱系數(shù)公式為：當(dāng)散熱面積為當(dāng)散熱面積為A=(1100)10-4 m2 時(shí)，時(shí)，當(dāng)散熱面積為當(dāng)散熱面積為A=(0.010.05) m2 時(shí)，時(shí)，)382(10)-(005. 01 46340TAK)392(10)-(05. 01 23340TAK4 4、例：、例：典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算分析：分析：穩(wěn)定溫升計(jì)算公式為：穩(wěn)定溫升計(jì)算公式為：wTAKpAKpT直流：直流：)402(2RIp交流：交流：)412(2RIKpf

18、j4 4、例：、例：典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算圓柱形線圈：圓柱形線圈：Ad1表示上下端面散熱面積，根據(jù)散熱情況可歸到外表面或者內(nèi)表面計(jì)算。若采用絕緣的骨架時(shí)，由于其散熱條件與內(nèi)表面相同，則可以歸為內(nèi)表面進(jìn)行計(jì)算。)462(xqnnhDA內(nèi)表面散熱面積為內(nèi)表面散熱面積為)472(xqwwhDA內(nèi)表面散熱面積為內(nèi)表面散熱面積為)482(2)(22d1nwD DA上下端面的散熱面積為上下端面的散熱面積為4 4、例：、例：典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算矩形線圈：矩形線圈：)492()(2xq00nhbaA內(nèi)表面散熱面積為內(nèi)表面散熱面積為內(nèi)

19、表面散熱面積為內(nèi)表面散熱面積為上下端面散熱面積為上下端面散熱面積為)502()(2xqxq00whbbaA)512()(222xq00d1xqbbbaA4 4、例：、例：典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算線圈電阻為線圈電阻為)522(xpjxqqlR式中，lpj導(dǎo)線的平均長(zhǎng)度；qx導(dǎo)線的截面積。圓柱形線圈圓柱形線圈)542(4)532(2D2xnwpjxdqDNl矩形線圈矩形線圈)552()(2xq00pjbbaNl導(dǎo)線的截面積與式（2-54）相同。4 4、例：、例：典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算典型電器勵(lì)磁線圈穩(wěn)定溫升的計(jì)算由此可知，線圈穩(wěn)定溫升為由此可知，線圈穩(wěn)定

20、溫升為以上解析算法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)修正以后，可以得到較為準(zhǔn)確的穩(wěn)定溫度值，但是要進(jìn)一步計(jì)算準(zhǔn)確地溫升值和電器中溫度的分布規(guī)律，可以用大型有限元計(jì)算軟件建模計(jì)算。)562(dTwxq2AKRIKfjw2.6 2.6 不同工作制下的電器的溫升不同工作制下的電器的溫升電器的發(fā)熱與其加熱過程和冷卻過程有關(guān)。即工作電器的發(fā)熱與其加熱過程和冷卻過程有關(guān)。即工作時(shí)間直接影響電器的工作溫升。時(shí)間直接影響電器的工作溫升。我國(guó)規(guī)定，電器有四種工作制：我國(guó)規(guī)定，電器有四種工作制：長(zhǎng)期工作制；長(zhǎng)期工作制；間斷長(zhǎng)期工作制；間斷長(zhǎng)期工作制；短時(shí)工作制；短時(shí)工作制；反復(fù)短時(shí)工作制。反復(fù)短時(shí)工作制。1 1、長(zhǎng)期工作制、長(zhǎng)

21、期工作制電器工作于長(zhǎng)期工作制時(shí)，其工作時(shí)間常數(shù)大于電器工作于長(zhǎng)期工作制時(shí)，其工作時(shí)間常數(shù)大于8h,有的連續(xù)工作幾天，甚至幾個(gè)月。實(shí)際上電器達(dá)到有的連續(xù)工作幾天，甚至幾個(gè)月。實(shí)際上電器達(dá)到穩(wěn)定溫度的時(shí)間往往不需要穩(wěn)定溫度的時(shí)間往往不需要8h或更長(zhǎng)時(shí)間。或更長(zhǎng)時(shí)間。熱平衡公式熱平衡公式cmddtAKPdtT不工作不工作0wTwAKP ，工作時(shí)工作時(shí)cmddtAKdtAKTTwdAKcmdtT )(w（1 1）過渡過程）過渡過程令 熱時(shí)間常數(shù)，決定于導(dǎo)體總的熱容量與其散熱情況之比。TtTtee0w)1 (dtTd)(wdAKcmdtT )(wAKcmTT積分得dtTd11w)1 (wTte0設(shè)邊界條

22、件 wt=0，t=，00（2 2）絕熱過程）絕熱過程不散熱，短時(shí)發(fā)熱的極限狀態(tài)。不散熱，短時(shí)發(fā)熱的極限狀態(tài)。0若t=0， )802(wTddt積分得)812 (wTt熱平衡公式cmdPdt 電器在絕熱情況下溫升隨時(shí)間的增長(zhǎng)為一直線。在絕緣條件下，當(dāng)在絕緣條件下，當(dāng)=w時(shí)，通電時(shí)間時(shí)，通電時(shí)間 t = T。（3）冷卻冷卻過程過程沒有能量輸入沒有能量輸入。w若t=0， )822(11dtTd積分得)832 (wTte熱平衡公式熱平衡公式cmddtAKT0溫升總曲線（見課本圖溫升總曲線（見課本圖2-202-20）根據(jù)以上電器發(fā)熱和冷卻過程的理論分析，當(dāng)通電或斷電時(shí)間超過4倍熱時(shí)間常數(shù)以后，電器的熱過

23、程已基本達(dá)到穩(wěn)定，溫升趨于常數(shù)。因此，在電器發(fā)熱計(jì)算時(shí)，只要是通電(或斷電)時(shí)間超過4T，即可按長(zhǎng)期工作制考慮，而不必要求工作時(shí)間大于8h。2 2、短時(shí)工作制、短時(shí)工作制工作時(shí)間很短，工作時(shí)間很短，在通電時(shí)間內(nèi)在通電時(shí)間內(nèi)溫溫度度達(dá)不到達(dá)不到穩(wěn)定值穩(wěn)定值，在在不通電時(shí)間內(nèi)溫升會(huì)冷卻到周圍介質(zhì)溫度。不通電時(shí)間內(nèi)溫升會(huì)冷卻到周圍介質(zhì)溫度。 短時(shí)工作時(shí)的溫升變化短時(shí)工作時(shí)的溫升變化工作溫度為工作溫度為d為為)842()1 (wcwdd1Tte)852(111wcTwdTcdpTteAKAKppp)862(pcdipIIp功率過載系數(shù)功率過載系數(shù)電流過載系數(shù)電流過載系數(shù)2 2、短時(shí)工作制、短時(shí)工作制)

24、872(1ptTp)882(1itTp如果電器通電時(shí)間很短，通電時(shí)間比其熱時(shí)間常數(shù)小很多，則將 用冪級(jí)數(shù)展開，略去高次項(xiàng)后Tte1式（2-88）說明，短時(shí)工作制下電器的熱過載能力與電器的熱時(shí)間常數(shù)成正比，與通電時(shí)間成反比。3 3、反復(fù)短時(shí)工作制、反復(fù)短時(shí)工作制電器在通電和不通電情況下循環(huán)交替工作。溫度未達(dá)到長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定溫升，電器斷電時(shí)溫升也不會(huì)下降到周圍環(huán)境溫升。t1-通電時(shí)間；t2-斷電時(shí)間；t-電器的工作周期; pf-長(zhǎng)期通電的熱功率；wf-長(zhǎng)期通電的允許溫升3 3、反復(fù)短時(shí)工作制、反復(fù)短時(shí)工作制)942()932(2f1f2f1TtTtee對(duì)曲線對(duì)曲線2)892()1 (wfaTtTt

25、ee對(duì)曲線對(duì)曲線1)902()1 (11wfabTtTtee)922()912(f2ecaf1db)952()1 ()1 (121wff1TtTttee3 3、反復(fù)短時(shí)工作制、反復(fù)短時(shí)工作制允許過載的功率系數(shù)允許過載的功率系數(shù))962(11121f1wfpTtTtteep用冪級(jí)數(shù)展開，并略去高次項(xiàng)后，可得用冪級(jí)數(shù)展開，并略去高次項(xiàng)后，可得)972(1121ptttttp電流過載系數(shù)電流過載系數(shù))982(1pittpp通電持續(xù)率通電持續(xù)率TD%： 在電器標(biāo)準(zhǔn)中常用通電持續(xù)率在電器標(biāo)準(zhǔn)中常用通電持續(xù)率TD%反映反映反復(fù)工作制的繁重程度。值越大，工作時(shí)間越長(zhǎng)，任務(wù)越繁反復(fù)工作制的繁重程度。值越大，工作時(shí)間越長(zhǎng)，任務(wù)越繁重。重。)992(%100%1ttTD4 4、不同工作制下的電器的溫升小結(jié)、不同工作制下的電器的溫升小結(jié)說明：說明：短時(shí)工作制和長(zhǎng)期工作制均可以從反復(fù)短時(shí)工作制推出。長(zhǎng)期工作制不允許過載短時(shí)工作制過載能力最強(qiáng)反復(fù)短時(shí)工作制過載能力介于兩者之間1pttp 1pp1pt