Проектирование масляного выключателя

Рисунок 5.2. Характеристики отключающей (1) и буферной (2) пружин: λk – ход отключающей и буферной пружин, соответствующий ходу стержней в контактах; λод – ход отключающей пружины, соответствующий рабочему ходу штока демпфера; λон – деформация отключающей пружины, соответствующая полному ходу контактных стержней Н. отсчет координаты λ ведется от верхнего положения точки К.

5.3 Построение фазовой траектории контактных стержней в фазе отключения

В этом разделе строится зависимость скорости контактных стержней V от их перемещения S (рис. 5.1) на участке АВ от момента разрыва контактов до момента встречи коромысла со штоком демпфера. Для этогоразбиваем ход контактов на участке АВ на n=10 частей и вычисляем скорости контактов в конце каждого из участков.

Координата точки А:

(мм). (5.16)

Координата точки В:

(мм). (5.17)

Длина участка АВ:

(мм). (5.18)

Длина участка разбиения:

(мм). (5.19)

На основании теоремы об изменении кинетической энергии получаем:

, (5.20) где Vi – скорость контактов (м/с) на участке Si; здесь Si, м определяется по формуле:

.

Подставляем численные значения в (5.20):

.

Результаты расчета сводим в таблицу 5.1. Для построения графика фазовой траектории контактных стержней, согласно заданию зададим скорость стержней в конце хода демпфера Vc=0.3 м/с, также примем перемещение контактных стержней соответствующее ходу демпфера равным hд=hk=56 мм.

Таблица 5.1. Зависимость скорости контактных стержней V от их перемещения S.

Полученная зависимость V(S) вплоть до точки В является возрастающей, а скорость контактных стержней в точке В не превышает значения Vmax:

V(SB)=4.151 (м/с);

Vmax=1.7*Vp=1.7*3.4=5.780 (м/с).

Выполнение этих двух условий означает, что величины Сот и λо0 были найдены верно, и расчет по формуле (5.20) проделан верно.

5.4 Определение времени отключения

Время отключения является одной из важнейших характеристик выключателя. Полное время отключения Т, с складывается из времени отключения на трех участках: ОА, АВ и ВС (см. рис. 5.3)

T=t1+t2+t3, (5.21)

где t1 – время разгона контактных стержней от нулевой скорости до Vр (участок ОА), с;

t2 – время разгона от момента разрыва контактов до момента встречи коромысла со штоком демпфера (участок АВ), с;

t3 – время торможения (участок ВС), с.

Время разгона контактных стержней от нулевой скорости до Vр с достаточной степенью точности может быть получено при условии, что ускорение стержней аст, м/с2 здесь считается постоянным. Это допущение обусловлено тем, что сила действия буферной и отключающей пружин на участке ОА изменяется незначительно. Тогда, получи м

(с). (5.22)

Время разгона t2 находим, пользуясь соответствующими точками фазовой траектории, как площадь под графиком V(S). Для этого график V(S) на участке АВ разбивается на n=10 частей.

(c), (5.23)

где

∆Sk – длина интервала разбиения, мм;

Vi – среднее значение скорости на i–ом участке, м/с; значения берутся из табл. 5.1.

Рисунок 5.3. Определение времени отключения

Найдем t3, с – время торможения до достижения контактными стержнями в конце хода демпфера скорости Vс. Тогда получим

(с). (5.24)

Сложив t1, t2, t3 получим полное время отключения

T=t1+t2+t3=0.033+0.084+0.033=0.15 (с).

5.5 Приведение масс механизма в фазе включения

Как и в фазе отключения, при определении mпр, кг можно пренебречь всеми слагаемыми, входящими в правую часть выражения (5.1), кроме слагаемого, содержащего массу контактных стержней. Используя подобное допущение, получим

. (5.25) Здесь ṼKi=VKi/Vпр – аналог передаточной функции механизма (табл. 4.1); Vпр равная скорости штока двигателя принимается равной единице. Результаты расчета сведены в таблицу 5.2 и по ним построен график приведенной массы механизма в фазе отключения mпр=f(Sш) (рис. 5.4).

 Скачать реферат