Тяговые электрические аппараты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра электротехнических комплексов

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Электронные и электрические аппараты»

на тему: «Тяговые электрические аппараты»

Факультет: МА

Группа: ЭМ-07

Студент: Суяшов В.А.

Преподаватель: Нейман Л.А.

Новосибирск, 2013 г.

Содержание

Исходные данные

1. Введение

2. Эскиз рассчитываемого изделия

3. Конструктивный электрический и тепловой расчет контактов

3.1 Выбор материала и конструктивных форм коммутирующих контактов

3.2 Определение основных размеров коммутирующих контактов

3.3 Допустимое падение напряжения

3.4 Переходное сопротивление контакта

3.5 Необходимая сила нажатия

3.6 Провал контактов

3.7 Начальный ток сваривания контактов

3.8 Раствор и провал контактов

Исходные данные

Номинальное напряжение катушки (Uн), - 38

Напряжение срабатывания (Uср), - 22

Величина воздушного зазора при отпущенном якоре (),-4

Приведенная начальная противодействующая сила (Fмакс.нач), - 3.1

Номинальный ток контактов (Iн.к), - 2.8

Номинальное напряжение коммутирующей цепи (Uн.к), - 12

Магнитная система - П-образная

Тип аппарата - реле токовое

Род тока - постоянный

1. Введение

Целью данной курсовой работы является освоение основных разделов теоретического курса, применение полученных теоретических знаний для решения конкретных практических задач, умелого использования справочной, учебной и другой литературы.

Выполнение курсовой работы является инженерной комплексной задачей, которая требует понимания зависимостей между основными параметрами аппарата, его характеристиками, конструкцией и размерами.

Точный расчёт электрического аппарата представляет собой математически неопределённую задачу со многими решениями, так как число неизвестных больше числа уравнений, связывающих их. Вследствие этого в процессе расчёт приходится задаваться значениями некоторых исходных электромагнитных и конструктивных величин, базируясь на рекомендуемых соотношениях параметров и размеров, полученных в результате теоретических исследований и изучения отдельных типов аппаратов.

При аналитическом расчёте электрического аппарата используется метод последовательных приближений, то есть по мере решения задачи наперёд принятые ориентировочные значения уточняются сначала грубо, а по мере повторных расчётов - всё более точно [2, стр.3].

В данной курсовой работе мы будем рассматривать токовое реле. Под реле понимают такой электрический аппарат, в котором при плавном изменении управляющего (входного) параметра до определенной наперед заданной величины происходит скачкообразное изменение управляемого (выходного) параметра. Хотя бы один из этих параметров должен быть электрическим [3, стр.337].

2. Эскиз рассчитываемого изделия

Эскиз рассчитываемого изделия изображен на рисунке 1

Рисунок 1 - Реле токовое: 1 - якорь, 2 - катушка, 3 - панель, 4 - сердечник, 5 - контакты

3. Конструктивный электрический и тепловой расчет контактов

3.1 Выбор материала и конструктивных форм коммутирующих контактов

Форма контактной поверхности - точка и линия или поверхность выбирается в зависимости от следующих факторов: точечный контакт целесообразно применять при малых номинальных токах (доли и единицы ампер); линейный контакт применяют при больших токах (десятки и сотни ампер); поверхностный, в частности, плоскостной контакт, используют при больших величинах номинального тока.

При номинальном токе контакта до целесообразно применять точечный контакт, который обеспечивает высокое удельное нажатие и, следовательно, малое контактное сопротивление даже в случае малых сил контактного нажатия. Поэтому они широко используются в реле, в том числе и токовом.

В качестве релейных контактов обычно принимаются мостиковые контакты с серебряными или металлокерамическими напайками. Для серебра характерными свойствами является устойчивость контакта и малое переходное сопротивление. Материалы, полученные методом порошковой металлургии (металлокерамики), сохраняют физические свойства входящих в них металлов, но обладают повышенной механической прочностью.

Материал контакта: серебро, металлокерамика МС, ГОСТ 3884-67 [1, стр. 86]

3.2 Определение основных размеров коммутирующих контактов

Диаметр и толщина напаек выбирается в зависимости от величины номинального тока. При токе

диаметр контакта

,

а высота контакта

[1, стр. 94]

3.3 Допустимое падение напряжения

Допустимое падение напряжения на контакте будет находиться из формулы

где - напряжение рекристаллизации. Для серебра

[2,стр. 99]

3.4 Переходное сопротивление контакта

3.5 Необходимая сила нажатия

где - коэффициент формы контактной поверхности, для точечного контакта [3,стр. 12]

?- коэффициент, учитывающий материал и состояние контактной поверхности, для металлокерамических контактов

[3,стр. 12]

Значение силы не должно быть ниже норм, установленных практикой. Таким образом, для токового реле сила нажатия должна быть не менее

,

сила нажатия является допустимой для данного типа аппарата.

3.6 Провал контактов

Величина провала определяется величиной максимального износа контактов. Из опытных данных величина максимального износа для контактов с напайками обычно принимается до полного износа напаек, полный износ - суммарная толщина напаек подвижного и неподвижного контакта.

3.7 Начальный ток сваривания контактов

Начальный ток сваривания контактов определяется по формуле

где - коэффициент, зависящий от материала контактов, формы контактов и времени импульса тока.

Для времени импульса тока

для металлокерамических точечных контактов

При этом начальный ток сваривания должен быть больше амплитудного значения тока к.з. (ударного тока), который принимают равным

,

таким образом, полученный ток удовлетворяет необходимому условию.

3.8 Раствор и провал контактов

коммутирующий контакт напряжение сопротивление

Расстояние между контактами в разомкнутом положении называется раствором контактов. Величина раствора обусловлена испытательными напряжениями, принятыми для данного аппарата, и электрическими свойствами среды, в которой находятся контакты.

Согласно опытным данным можно считать, что при наличии дугогасительных устройств с магнитным дутьем при напряжении до 500 В в цепях постоянного тока величина раствора может быть в пределах 10-15 мм [2 - 4, 6, 7, 12].

Увеличение раствора нежелательно, т.к. оно ведет к увеличению хода контактных частей аппарата, а, следовательно, и к увеличению массы и габарита аппарата.

Раствор для мостикового контакта (реле) с двумя разрывами принимают 4-5 мм на каждый разрыв. Уменьшение величины раствора обычно не делается т.к. погрешности при изготовлении могут существенно повлиять на величину раствора. Принимаем раствор равный 4 мм.

Провалом контакта называется расстояние, на которое перемещается подвижный контакт, не теряя контакта с неподвижным контактом при размыкании или замыкании цепи.

Величина провала определяется, прежде всего, величиной максимального износа контактов. Величина максимального износа обычно принимается:

* для медных контактов - на каждый контакт до половины его толщины, суммарный износ - толщина одного контакта [1,5,7];

* для контактов с накладками - до полного износа накладок, полный износ - суммарная толщина накладок подвижного и неподвижного контактов[1, 5, 7].

Провал и раствор определяют меру износа контактов и обеспечивает постоянное нажатие их в процессе износа.

Полное перемещение подвижного контакта равно сумме провала и раствора контактов и называется ходом контакта.

Размещено на Allbest.ru