Электрическое оборудование ЭПС

F'К=1,2* FК(3.9) F'К = 1,2* 81,32 = 97,584 Н

Сила трения поршня о стенки цилиндра FТВ линейно зависит от его диаметра dВ. Ее величину определяют по эмпирической формуле (3.10)

FТВ =5*(103) * dВ Если dВ выразить в м, то FТВ получится в Н.

Силу давления сжатого воздуха на поршень FВ рассчитывают по минимально допустимому рабочему давлению воздуха в пневматической цепи составляющему 75

% от номинального давления используя соотношение

Pном=5 кгс/см2 = 5*105 Па.

FВ= Pмин*SВ= 0,75* Pном*(π* dВ2) /4 (3.11) где SВ и dВ - соответственно площадь и диаметр поршня воздушного цилиндра.

Подставляем в формулу 3.8 формулы 3.10 и 3.11, получаем квадратное уравнение:

0,75* Pном*(π* dВ2) /4-2,5* 5*(103) * dВ - 3* F'К =0

Таким образом получили коэффициенты: а = 294375; b = - 12500; с = - 292,752 Решив квадратное уравнение ах2 + bх + с, где в роли х выступает dВ и откинув отрицательный корень, получим: dВ= 0,059248 м FТВ =5*1 03 * 0,059248 = 296,24 Н

3.3. Расчет приведенного веса подвижных частей G'

Вес подвижных частей контактора G зависит от его габаритов, которые непосредственно связаны с рабочим током, а следовательно с контактным нажатием FК Для расчета рекомендуется принять значение G'=0,1* FК(3.12) G'= 0,1*97,584= 9,758 Н

3.4. Расчет силы отключающей пружины FП1в конечном (сжатом) состоянии

Расчетное значение силы FП1 может быть выражено равенством FП1=1,5* FТВ - G' + 2* F'К(3.13) FП1= 1,5 * 296,24 - 9,758 + 2 * 97,584 = 629,77Н

3.5. Расчет зазора контактов hP

Контактный зазор hР однозначно определяется номинальным рабочим напряжением контактора UНОМ

hР = (10-5) * UНОМ (3.14)

Если UНОМ выражено в В, то hР получается в м.

hР = 10-5* 1500 = 0,015м.

3.6 Расчет хода поршня при включении аппарата hX

Ход поршня в процессе включения контактора hX зависит от зазора контактов hр и величины провала hП Провал hП равен расстоянию, на которое перемещается подвижный контакт при устранении неподвижного в их замкнутом состоянии, и характеризует дополнительное перемещение рычажной системы контактора после первоначального касания контакт - деталей между собой.

Величина провала контактов hП может быть принята усредненной для электропневматических контакторов и равной 10-2.

Тогда с учетом принятого ранее соотношения между 1К и 1П ход поршня hх приближенно можно рассчитать по формуле hX =(hП + hр) /1,2. (3.15)

hX = (10-2 + 0,015) /1,2 = 0,0208 м.

3.7 Расчет жесткости отключающей пружины Ж

Ж= FП1/2*h0(3.16)

Обычно значения h0 и hх близки между собой и могут быть приравнены в расчете.

Ж = 629,77/ 2* 0,0208= 15138,7 Н/м 3.8 Расчет начального натяжения отключающей пружины F'П1

В выключенном состоянии контактора отключающая пружина имеет начальное натяжение F'П1за счет ее сжатия при сборке аппарата на величину h 0.

Количественно F'П1=h0*Ж,(3.17) где Ж - жесткость пружины, определяемая усилием, требующимся для ее сжатия на единицу длины.

F'П1= 0, 0208 * 15138,7 = 314,884 Н

3.8 Расчет максимального значения силы сжатия FШ

Максимальная величина силы FШ, создающей напряжение сжатия в материале штока, может быть установлена при условии р=1,5*рНОМ и начальном натяжении отключающей пружины F'П1

FШ = FВ - FП1 –FТВ,(3.18)

где FВ = 1,5* рНОМ *(π* dВ2) /4

FП1=1,5*FТВ-G'+2* F'К

FТВ =5*(103) * dВ

FВ = 1,5* 500000 *(π *0,0592482) /4 = 2066,625 Н

FШ = 2066,625 - 314,884 - 296,24 = 1455,501 Н

4 РАСЧЕТ ДУГОГАСИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

4.1. Эскиз конструкции дугогасителыюй системы контактора

Рисунок 4.1. - Эскиз конструкции дугогасителыюй системы контактора

Катушка 2 имеет стальной сердечник 3, охваченный стальными полюсами (щетками) 5, которые непосредственно подводят поток к зоне дугогашения. Обычно в камере 6 закрепляют один из рогов (рог 7), обычно нижний, который электрически надежно соединяют с подвижным контактом 8. Дуга, возникшая между контактами 1 и 8, в дальнейшем под воздействием силы FД перебрасывается на рога 4 и 7 и растягивается на них под воздействием силы FД4.2. Расчет конечной длинны дуги отключения lДК

В настоящей работе предусматривается применение системы дугогашения электромагнитного типа с последовательным включением дугогасителыюй катушки в коммутируемую электрическую цепь и дугогасительной камеры щелевой конструкции.

В процессе гашения дуга отключения растягивается до конечной длины lдк, величина которой может быть ориентировочно определена по эмпирической формуле:

(4.1)

где UНОМ - номинальное напряжение аппарата, значение которого выбирают из таблицы исходных данных;

Iр - расчетная величина разрываемого тока, принимаемая равной 2*IДЛ

lДК=13*10-5*1500*11001/3=2.008 м 4.3. Расчет площади полюса магнитной системы SП

При применении щелевой камеры разрыв максимального тока сопровождается выходом дуги за пределы камеры на 0,1 .0,2 м. С учетом этого требуемая для размещения дуги площадь боковой поверхности камеры при типичном для контакторов соотношении ее сторон 1: 2 определяют как

(4.2)

где кип - коэффициент использования пространства, который зависит от типа дугогасительной камеры; для щелевой камеры принимают кип=0,8.

SК = (0, 04* 2,0082) / 0.8 = 0, 201 м2

Площадь полюса SП обеспечивающего направление и усиление действующего магнитного потока, составляет приблизительно 0,6*SК.

SП = 0,6 * 0, 201 = 0,120 м2.

4.2. Расчет расстояния между полюсами (воздушного зазора) lВ

Величина воздушного зазора lВ в магнитной системе камеры равна расстоянию между полюсами и зависит от ранее рассчитанной ширины контакта b, а также от величины монтажного зазора между стенкой камеры и контактом b3, и от толщины стенки bс.

lB=(b+2bc+2b3) 10-3

Примем для расчета bс=10 мм, bз = 2 мм.

lВ=(24 + 20 + 4) *10-3 = 0,048 м Типичная конфигурация магнитной системы показана на рисунке 4.1.

4.3. Расчет магнитного потока в зоне полюсов ФП

Параметры дугогасительной катушки определяют по заданной средней магнитной индукции ВС в зоне полюсов, величина которой влияет на электромагнитную силу, воздействующую на дугу отключения. Уменьшение ее снижает эффективность дугогашения, повышает время горения дуги, а увеличение приводит к росту коммутационных перенапряжений. Опыт конструирования и эксплуатации показал, что величина ВС = (0,01 .0,02) Тл обеспечивает приемлемое время гашения дуги в пределах 0,05 .0,1с и сравнительно невысокие перенапряжения на расходящихся контактах аппарата. Примем ВС=0.01 Тл, что характерно для аппаратов оперативной коммутации.

Величина магнитного потока в зоне полюсов ФП = ВС * SП= 0,6 * SК * ВС, а в сердечнике катушки ФK = ФП * δ

ФП = 0,6 * 0, 201 * 0,01 = 0,00120 Вб

Примем δ = 4, ФК = 0,00120 * 4 = 0,0048 Вб Коэффициент магнитного рассеяния δ зависит от формы магнитопровода /рисунок 4.2/.

 Скачать реферат