Расчет индивидуального электропневматического контрактора Автор: alan11111 • Май 17, 2019 • Курсовая работа • 2,105 Слов (. Н. О. Фролов расчет индивидуального электропневматического контактора
 Скачать 344.18 Kb.
|
|
4 Расчет дугогасительного устройства 4.1 Порядок выполнения расчетов В настоящем проекте предусматривается применение системы дуго- гашения электромагнитного типа с последовательным включением дугога- сительной катушки в коммутируемую электрическую цепь и дугогаситель- ной камеры щелевой конструкции. В процессе гашения дуга отключения растягивается до конечной длины lДК, величина которой может быть ориентировочно определена по эмпирической формуле    lДК 13105 UН3 IР, (4.1) где UН – номинальное напряжение аппарата, значение которого выбирают из таблицы 1.1; IР – расчетная величина разрываемого тока, принимаемая равной 2IДЛ. При применении щелевой камеры разрыв максимального тока со- провождается выходом дуги за пределы камеры на 0,1...0,2 м. С учетом этого требуемую для размещения дуги площадь боковой поверхности ка- меры при типичном для контакторов соотношении ее сторон 1 : 2 опреде- ляют как  S (4.2) где kИП – коэффициент использования пространства, который зависит от типа дугогасительной камеры; для щелевой камеры принимают kИП = 0,8. Площадь полюса SП, обеспечивающего направление и усиление дей- ствующего магнитного потока, составляет приблизительно 0,6·SК. Величина воздушного зазора lВ в магнитной системе камеры равна расстоянию между полюсами и зависит от ранее рассчитанной ширины контакта, а также от величины монтажного зазора между стенкой камеры и контактом bЗ и от толщины стенки bС lВ = (b+ 2 ·bЗ + 2 ·bС )10-3. (4.3) Рекомендуется для расчета принять bЗ = 2 мм, bС = 10 мм. 2 ДК l К k 0,04 , 19 ИП Типичная конфигурация магнитной системы дугогасительной каме- ры показана на рисунке 4.1.  Дугогасительная катушка 5 (см. рисунок 4.1) имеет стальной сер- дечник 4, охваченный стальными полюсами (щеками) камеры 2, которые непосредственно подводят поток к зоне дугогашения, ограниченной стен- ками камеры 1. Обычно в дугогасительной камере закрепляют один из ро- гов, как правило нижний 8, который электрически надежно соединяют с подвижным контактом 7. Верхний рог закреплен на стойке контактора и электрически связан с неподвижным контактом 6. Дуга, возникшая между контактами 6 и 7, в дальнейшем под воздействием электромагнитной си- лы перебрасывается на рога 3 и 8 и растягивается на них до достижения длины lДК.    Рисунок 4.1 – Эскиз конструкции магнитной системы дугогасительной камеры Параметры дугогасительной катушки определяют по заданной сред- ней магнитной индукции ВС в зоне полюсов, величина которой влияет на электромагнитную силу, воздействующую на дугу отключения. Уменьше- ние ее снижает эффективность дугогашения, повышает время горения ду- ги, а увеличение приводит к росту коммутационных перенапряжений. 20 Опыт конструирования и эксплуатации показал, что величина ВС = 0,01...0,02 Тл обеспечивает приемлемое время гашения дуги в пределах 0,05…0,1 с 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 определяется перекры- тием площадью полюса камеры площади сердечника катушки, равным 60 % ФП = ВС · SП = 0,6 · SК · ВС, (4.4) а в сердечнике катушки ФК = ФП·δ. (4.5) Коэффициент магнитного рассеяния δ зависит от формы магнито- провода дугогасительной катушки 6, для разомкнутого нешихтованного магнитопровода (см. рисунок 4.1) δ = 4...6. При расчетной индукции ВС магнитное сопротивление стали магни- топровода пренебрежимо мало по сравнению с магнитным сопротивлени- ем зазора между полюсами, что позволяет считать магнитное сопротивле- ние в цепи сосредоточенным на воздушном зазоре. Тогда  μ ( ) μ , δ AW l (4.6) где µ0 – магнитная проницаемость воздуха, равная 4π·10-7 Гн/м; (AW)К – намагничивающая сила дугогасительной катушки, А; Н – напряженность магнитного поля, А/м. По рассчитанному значению (AW)К определяют количество витков ду- гогасительной катушки B H 0 К С 0 В ( ) AW  W К . К 0,5 ДЛ I (4.7) Здесь коэффициентом 0,5 учитываем, что индукция ВС должна обес- печиваться при среднем значении разрываемого тока в цепи, изменяюще- гося в процессе дугогашения от IДЛ до 0. 21 Полученное значение WК округляем до ближайшего большего целого числа. Дугогасительную катушку изготавливают из медной шины, намо- танной на узкое ребро. Поперечное сечение шины выбирают по допусти- мой плотности тока jШ, зависящей от толщины применяемой шины. Чем толще шина, тем хуже условия ее охлаждения и тем меньше jШ. Так, на- пример, при толщине шины bШ = 1 мм принимают jШ = 9 А/мм2, а при bШ = 8 мм снижают допустимую плотность до jШ = 3,6 А/мм2. Средним значени- ем для шин толщиной 2…4 мм является jШ = 6 А/мм2, что и принимаем для настоящего расчета. Минимальное поперечное сечение шины SШМ опреде- ляют по jШ и IДЛ ДЛ . I  ШМ j Ш S (4.8) Затем выбираем стандартную шину, у которой величина поперечно- го сечения SШ наиболее близка к SШМ и SШ SШМ. Фактическое поперечное сечение шины SШ = hШ·bШ, (4.9) где hШ – высота шины, которая выбирается из значений стандартного ряда: 16; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50 мм; bШ – толщина шины, выбирается из значений стандартного ряда: 2,0; 2,5; 3,0; 4,0 мм. Существенная роль в повышении эффективности дугогашения при- надлежит дугогасительным рогам, которые выполняют расходящимися в зоне контактов. По рабочей поверхности рогов перемещаются опорные точки дуги отключения при ее удлинении, что способствует рассеянию части энергии, выделяемой дугой и снижению пагубного воздействия дуги на контакты. Развернутая длина lР дугогасительных рогов зависит от номинально- го напряжения аппарата, а площадь их поперечного сечения SР от номи- нального тока. Выбор значений lР и SР производится с помощью графиков зависимостей lР (UН) и SР (IДЛ) (рисунки 4.2 и 4.3). 22 Площадь поперечного сечения сердечника дугогасительной катушки SС должна быть достаточна для предотвращения состояния насыщения стали, чтобы сохранить линейную зависимость между магнитным потоком и создающим его током в широком диапазоне токовых нагрузок, вплоть до IР = 2·IДЛ. Тогда расчетное значение магнитного потока ФКР составит ФКР = 2ФП·δ. (4.10) Индукция насыщения стали ВН составляет ориентировочно ВН = 0,2 Тл. Отсюда значение SС Ф 2Ф δ S . B B (4.11) КР П С Н Н  Рисунок 4.2 – График зависимостей lР (UН)   Рисунок 4.3 – График зависимостей SР (IДЛ) 23 4.2 Требования к содержанию раздела Раздел «Расчёт дугогасительного устройства индивидуального элек- тропневматического контактора» должен содержать: 1) эскиз конструкции дугогасительной системы контактора; 2) расчет конечной длины дуги отключения lДК; 3) расчет площади полюса магнитной системы SП; 4) расчет расстояния между полюсами (воздушного зазора) lВ; 5) расчет магнитного потока в зоне полюсов ФП; 6) расчет количества витков дугогасительной катушки WК; 7) выбор высоты hШ и толщины bШ шины катушки; 8) выбор длины lР и площади поперечного сечения SР дугогаситель- ных рогов; 9) расчет площади поперечного сечения сердечника дугогасительной катушки SС. 4.3 Контрольные вопросы 1 Какое назначение отдельных элементов дугогасительной системы контактора (полюсов, рогов и катушки)? 2 Как определить величину и направление силы магнитного дутья, воздействующей на электрическую дугу? 3 Почему в дугогасительной системе контактора применяют неших- тованный магнитопровод? 4 От каких факторов зависит величина перенапряжений, возникаю- щих при обрыве цепи тока между размыкающими контактами? 24 |