Учебное пособие: Проектирование электромеханических устройств

6 Строится в масштабе кривая намагничивания для принятого магнитного материала. Полученная зависимость  будет использована для анализа магнитного состояния электромеханической схемы, которая будет оцениваться по величине индукции .

Рисунок 1.44 – Кривая намагничивания

7 Производится расчёт зависимости напряжённости магнитного поля Нб от величины отключаемого тока по формуле:

Порядок расчёта зависимости Нб от Iотк рекомендуется следующий:

Для каждого тока отключаемого последовательно определяется: 

По полученному значению индукции Вс устанавливается положение рабочей точки на кривой намагничивания , а именно: находится эта точка ещё на линейном участке или находится на участке перехода в насыщение (колено кривой намагничивания). Условно принимается, что индукция насыщения Вс составляет . Если рассчитанное значение Вс для какого-то принятого Iотк находится в указанном диапазоне индукции, то необходимо пересчитать величину Нб, принимая новое значение коэффициента Кб, соответствующее уже насыщенному состоянию сердечника электромагнитной системы. В этом случае Кб принимается в пределах Кб =(0,4 ÷ 0,6).

В области магнитного насыщения сердечника величину напряжённости Нб необходимо рассчитать, по крайней мере, для двух-трёх значений тока отключения, принимая для всё больших значений отключаемого тока большие значения коэффициента Кб. Для рационального проектирования электромагнитной системы насыщение сердечника должно наступать при токах отключения: Iотк =(2,5 ÷3,5)Iн

Рисунок 1.45 – Определение  и

8 Если при расчётах электромагнитной системы необходимо учитывать две составляющие магнитного поля Нб и Нс в зоне размыкания контактов, то для каждого отключаемого тока, кроме зависимости  выполняется расчёт зависимости .

Рисунок 1.46 – Зависимость

6 Определяется скорость движения электрической дуги   для всех принятых токов отключения в зависимости от соотношения выбранной ширины щели и диаметра дуги . Расчёт выполняется по формулам:

а) если

б) если

где: – средний ток в дуге, А

– напряжённость поля в зоне размыкания контактов, которая определяется  по графическим зависимостям, полученным в результате расчёта:

Расчёт диаметра дуги производится по формуле:

где – скорость движения дуги, см/с, вычисленная по формуле а) или б)

Очевидно целесообразно в начале расчёт   производить по формуле: а) до тех пор, пока будет выполняться условие  , а затем по формуле б).

Следует также полагать, что для каждого отключаемого тока, который изменяется от Iотк до 0, скорость перемещения дуги является средней величиной и принимается как постоянная величина.

7 Выполняется построение ВАХ для всех отключаемых токов, по которым определяется критическая длина дуги , нагрузочные характеристики строим по Uрасч и Iотк. ВАХ рассчитывают по формулам:

а) для ширины щели

б) для  

где:  – длина дуги, которая принимается произвольно, см;

– ширина щели, см;

– текущее значение тока в дуге, при изменении отключаемого тока от Iотк до 0.

 – скорость перемещения дуги, см/с

Если в расчётах  получается чрезмерно больше, , то целесообразно увеличить градиент падения напряжения на дуге. Более высокий градиент можно получить при уменьшении ширины щели .  Приняв новое  расчёты повторяются, начиная с п. 6.

8 Определяем время горения дуги  и строится зависимость: tг = f (Iотк)

Рисунок 1.47 – ВСХ дуги

9 Определяются перенапряжения для каждого отключаемого тока и проверяется выполнимость условия: 

 – максимальное значение напряжения при отключении

10 Определяется стрела вылета дуги  для всех отключаемых токов и корректируются размеры камеры.

11 Производится расчёт температуры нагрева камеры. Этот пункт, прежде всего, относится к проектированию аппаратов для повторно-кратковременного режима.

– температура окружающей среды,  +40 0С;

Z – число включений-отключений в час;

Кт – коэффициент теплоотдачи со стенок камеры, его можно принять

;

– площадь боковой поверхности в узкой части камеры, там где дуга непосредственно контактирует со стенками камеры;

 – энергия, выделяющаяся в дуге при одном цикле гашения дуги,  Дж

Энергия   определяется по формуле:

где  – индуктивность отключаемой цепи:

 – электромагнитная постоянная, определяется по таблице.

Расчёт  и  выполняется для всех отключаемых токов. Одновременно проверяется выполнимость условия:

– максимально допустимая температура нагрева материала камеры.

Если указанное условие не выполняется, то необходимо производить повторный расчёт дугогасительного устройства.

12 Производится мотивированная оценка параметров спроектированного дугогасительного устройства, при этом должна учитываться выполнимость следующих условий:

17 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СПЕЦИАЛЬНОГО ДУГОГАСИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ГАШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Если на основании предыдущих расчётов (двухкратного разрыва) установлено, что двухкратный разрыв для гашения электрической дуги переменного тока не эффективен, то приступают к расчёту специального дугогасительного устройства. Выбор вида ДУ производится с учётом заданной категории применения аппарата и числа включений-отключений в час.

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