Учебное пособие: Проектирование электромеханических устройств

г) количество электричества, протёкшего в виде газового разряда при размыкании определяется по формуле: 

– число полупериодов горения дуги, принимается, как целое число.

Для маломощных реле –

–  угловая частота        

14 АППАРАТЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ И УПРАВЛЕНИЕ ЕЁ ПРИЁМНИКАМИ (до 1000В)

По зависимости, предложенной профессором Кузнецовым П.С., удельный массовый износ определяется по формуле:

, – удельный массовый износ при одном замыкании и размыкании

, – коэффициенты износа металла контактов, полученные опытным путём для конкретных материалов (см.[1, табл. 5-11]) или графической зависимости

– коэффициент неравномерности, учитывающий неравномерность износа контактов:

·  при постоянном токе износ анода превышает полусумму износа анода и катода в  (1,1 ÷ 3,0) раза

·  у трёх полюсных апаратах переменного тока максимальная потеря массы контактов одного полюса больше средней потери(1,1 ÷ 2,5) раза

, – предельные токи включения и отключения, для заданной категории применения аппарата.

14.1 Последовательность расчёта электрической износостойкости и провала контактов для аппаратов управления (контакторов)

1Задаёмся электрической износостойкостью  на основании  заданной  для данного класса механического износа.

2 Определяем объём изнашиваемого металла, расчёт выполняется, по крайней мере, двумя методами:

1 Метод:

2 Метод: Изнашиваемый объём определяется по формуле Таева И.С.:

– коэффициент использования объёма контакта

– коэффициент, характеризующий удельный расход металла контактов на единицу количества электричества, протёкшего в виде газового разряда.

– количество электричества, протёкшего в виде газового разряда при отключенной цепи,  в Кл:

На постоянном токе величина  рассчитывается по формуле:

где – предельный ток отключения для данной категории аппарата

– время горения дуги, которое может быть приближенно принято равным времени растяжения дуги до критической длины дуги ( ).

Время  определяется по результатам расчёта дугогасительного устройства, на переменном токе.

Величина  определяется по формуле:

где – действующее значение отключаемого тока в амперах в соответствии с категорией применения аппарата;

 – угловая частота;

– число полупериодов горения электрической дуги, которое принимается равным целому числу, в зависимости от категории применения аппарата:

АС1 – n = 1; АС2 – n = 2; АС3, АС4 – n = 3

Из двух полученных результатов после определения  для дальнейших расчётов принимаем больший результат (как самый худший вариант).

Если используется массивный контакт без накладок, принимается равным 0,5.

Если используются контактные накладки, то  принимается = 1.

3 Определяется линейный износ контактов:

где – линейный износ;

– возможная площадка контактирования

Для линейных контактов без накладок

Рисунок 1.21 – Точечный контакт

Рисунок 1.22 – Линейный контакт

Рисунок 1.22 – Плоскостной контакт: а –момент замыкания контакта, а–б– длина линий переката рычажного контакта в – ширина подвижного контакта

Для контактов, содержащих контактные накладки,

Рисунок 1.23 – Определение для любой формы поверхности

Рисунок 1.23 – Определение толщины изнашиваемого металла

После определения линейного износа необходимо выполнить контрольные мероприятия, если контакт рычажный без накладок, где коэффициент использования металла контакта в зоне , не должен превышать 0,5, то линейный износ должен быть не более , т.е.

– толщина неподвижного контакта, – толщина подвижного контакта

Для контактов, содержащих контактные накладки (мостиковые, рычажные), где коэффициент использования ≈ 1 должно выполняться условие:

Н1, Н2 – толщина или высота контактных накладок на неподвижных и подвижных контактах.

Если указанные условия не выполняются, то необходимо произвести корректировку размеров контактов. Либо, в случае больших расхождений, расчёты контактного узла повторяются с самого начала, либо уменьшается электрическая износостойкость и увеличивается число замен контактов. После корректировки размеров контактов, определяется провал контактов:

Провал контактов используется как важный исходный параметр для расчёта контактных пружин.

14.2 Мероприятия по повышению износостойкости контактов

1 Выбор материалов контактов может быть произведён с учётом рекомендаций и условий эксплуатации контактов.

2 Уменьшение времени существования между контактами мостика расплавленного металла и дуги:

а) в общем случае желательно увеличивать начальную скорость расхождения контактов при размыкании, в некоторых случаях целесообразно принимать оптимальную скорость размыкания контактов;

б) необходимо выбирать оптимальную напряжённость магнитного поля в зоне размыкания контактов при наличии системы магнитного дутья, для обеспечения минимального линейного износа контактов.

Рисунок 1.24 – Зависимость линейного износа от напряженности магнитного поля

3 Уменьшение вибрации контактов при их замыкании.

4 Конструктивные мероприятия.

а) уменьшение площади изнашиваемой части контактов, в том числе за счёт изменения радиуса кривизны контактной поверхности;

б) обеспечение более равномерного износа контактов за счёт применения самоустанавливающихся контактов.

15. РАСЧЕТ КОНТАКТНЫХ ПРУЖИН

Большинство электрических аппаратов содержит в конструкции одну или даже несколько пружин, обычно это контактные или отключающие пружины. Пружины в электрических аппаратах выполняют ответственную роль и определяют основные характеристики аппаратов, поэтому их расчёт имеет большое значение. Для выполнения расчётов необходимо определить расположение пружины в механизме контактного узла или аппарата и взаимодействие их с другими частями аппарата. Выбор материала  пружины необходимо производить исходя их общепринятых рекомендаций:

1 При относительно больших силах и небольших перемещениях (прогибах) целесообразно применять сталь.

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