Учебное пособие: Проектирование электромеханических устройств

 – соответственно твёрдость материала по Бринеллю и удельное сопротивление при 0оС. НВо  из таблицы значений выбираем большее значение.

   – температура плавления контакта материала

Этот способ даёт значительные погрешности, применяется при небольших силах нажатия.

12.12.3 Определение тока сваривания по экспериментальным данным

Эта экспериментальная формула даёт хорошее совпадение расчётных и экспериментальных данных по , для маломощных одноточечных серебряных и медных контактов.

– это напряжение, соответствующее плавлению контакта материала

12.12.4 Определение тока сваривания по опытным данным

В соответствии с рекомендациями Буткевича:

где – определяется по [1, табл. 5.9 и рис. 5.12], который получен на опытных данных.

Полученные значения тока сваривания сопоставляются между собой и для дальнейших расчётов принимают меньшее значение. Принятое это значение тока сваривания сопоставляется с возможным током к.з. при работе аппарата или с предельным током для соответствующей категории применения аппаратов, при этом должно выполняться условие: ;.

12.13 Мероприятия по повышению устойчивости контактов против сваривания

12.13.1 Конструктивные мероприятия

а) повышение силы конечного контактного нажатия.

б) уменьшение вибрации контактов при включении и выключении.

в) ускорение процесса возрастания силы нажатия после замыкания контактов.

г) компенсация отбрасывающего давления электродинамических сил:

– предельный ток для заданной категории применения аппарата или ток к.з.

S1 – поперечное сечение контактной детали

S – сечение площади смятия:  

Эта сила Fэду возникает в контактных площадках при замкнутых контактах, за счёт стягивания линий тока в контактных площадках.

д) изменение формы контактной поверхности.

Точечный контакт сваривается при меньших токах, чем линейный, а линейный контакт – при меньших токах, чем плоскостной.

е) разделение контактов на ряд параллельных.

Парные контакты свариваются при токах ≈ в два раза больше чем одинарных.

При этом распределение тока в контактах следует определять по формуле:

, А

где  – коэффициент неравномерности ;

– число параллельных ветвей

12.13.2 Повышение устойчивости за счёт рационального выбора материала

а) применение разнородных материалов для контактов;

б) использование металлокерамических контактов, содержащих графит;

в) использование мелкодисперсных металлокерамических контактов.

12.14 Износостойкость контактов

12.14.1 Общие положения

Износ контактов зависит от многих факторов и происходит при замыкании и размыкании.

Износостойкость зависит:

а) условия работы:

·  род тока (постоянный, переменный)

·  напряжение источника питания

·  величина тока

·  характер нагрузки (активная, слабо инд., сильно инд.)

·  частота включений в час

·  среда (воздух, масло, спец. газовая среда и др.)

б) конструкции аппарата:

·  время коммутации

·  вибрация контакта

·  конструктивная форма контакта

·  напряжённость магнитного поля в межконтактном промежутке (увеличение напряжения больше оптимального приводит к выбрасыванию мостика расплавленного металла ЭДУ и повышению износа)

·  скорость движения контактов (скорость движения при включении и скорость движения при отключении)

Мерой износа контактов является уменьшение провала контактов (линейный износ), а также объём и масса удаляемого с контактной поверхности металла.

12.14.2 Расчётные зависимости для определения электрической износостойкости

Электрическая износостойкость или гарантируемое число коммутаций в общем случае определяется по формуле:

, или ,

где – объём изнашиваемого металла двух контактов, см3

 – удельный объёмный износ при одном размыкании и одном замыкании

 – плотность материала

– удельный массовый износ при одном замыкании и одном размыкании

При решении прямой задачи обычно задаются и определяют изнашиваемый объём. принимают на основании заданной механической износостойкости, которая определяется по классу механической износостойкости в рамках технического задания. В идеальном случае мы должны стремиться к выполнению условия:

т.е., чтобы электрический аппарат и все его узлы работали до полного износа (класс механического износа см.[3]).

13 МАЛОМОЩНЫЕ РЕЛЕ

13.1 Условия работы

Маломощные реле коммутируют токи до 5 А при U = до 220 В постоянного и переменного тока.

При постоянном токе

При постоянном токе существует ярко выраженный износ одного из контактов и перенос металла на другой (при переменном токе износ приблизительно одинаков). Износ контактов при постоянном токе зависит от величины напряжения отключения и тока отключения (Uот   и  І от): Uот=1,1Uн.

Износ контактов зависит также от напряжения Uо и тока Іо (напряжения и тока дугообразования, ниже которого дуга не образуется).

а) при Uот< Uо  и Іот < Іо  эрозия контактов в основном вызывается плавлением контактных площадок и вытягиванием жидких мостиков при замыкании контактов. Металл переносится на катод. Объём перенесённого металла на одно размыкание:

где: , - постоянные для каждого металла (см. [2]).

б) при U от ≥ Uо и Іот ≥ Іо образуется искра и максимально короткая дуга. Расчётные соотношения приведены в [4].

в) при Uот >> Uо, Іот >> Іо, когда образуется дуга, вызывающая сильную эрозию контактов, объём перенесённого металла с катода на анод за одно размыкание и одно замыкание:

где: , , – удельные значения износа металла анода и катода при одном замыкании и одном размыкании, см3 / кг;

– количество электричества в Кл, протёкшего за время одного включения:

где: – средний ток дуги, – часть суммарного времени вибрации контактов.

– количество электричества в Кл, протёкшего за время размыкания.

Для постоянного тока: , где  – время горения дуги – средний ток в дуге при размыкании

При переменном токе

а) износ контактов происходит вследствие распыления металла под влиянием высокой температуры дуги, при размыкании контактов и расплющивании их от ударов при замыкании.

б) дуга образуется только при размыкании тока, при выполнении условий:

Uот > Uо ,  Іот  > Іо

Чем больше отношения и , где  Іm ,  Um – амплитудные значения тока и напряжения, тем большая возможность для образования дуги, которая также зависит от фазы тока в момент размыкания.

 в) дуга гаснет при первом приближении тока к нулю, поэтому время горения её не превышает одного полупериода (для частоты 50 Гц – 10 мс)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21