Luận Văn - Tài Liệu Học Tậpdulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/nhiet... ·...
Transcript of Luận Văn - Tài Liệu Học Tậpdulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/nhiet... ·...
-
Luận Văn
ĐỀ TÀI: Thiết kế công tắc tơ
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 1 - TB§-§T1
Môc lôc Lêi nãi ®Çu ..................................................................................................... 4
Ch¬ng I Chän kÕt cÊu vµ thiÕt kÕ s¬ bé ............................................... 5
I. Kh¸i niÖm chung ..................................................................................... 5
1. T¸c dông vµ cÊu t¹o cña c«ng t¾c t¬ .......................................................... 5
2. Nguyªn lý ho¹t ®éng................................................................................. 5
II. Chän kÕt cÊu vµ thiÕt kÕ s¬ bé ............................................................... 6
1. HÖ thèng m¹ch vßng dÉn ®iÖn ................................................................... 6
2. HÖ thèng dËp hå quang ............................................................................. 6
3. Nam ch©m ®iÖn ......................................................................................... 6
4. HÖ thèng c¸c lß xo nh¶, lß xo tiÕp ®iÓm vµ lß xo ho·n xung ..................... 7
5. H×nh d¸ng cña c«ng t¾c t¬ ........................................................................ 7
Ch¬ng II TÝnh to¸n m¹ch vßng dÉn ®iÖn ............................................ 8
I. Kh¸i niÖm chung ..................................................................................... 8
II. M¹ch vßng dÉn ®iÖn chÝnh ..................................................................... 8
1. Thanh dÉn ................................................................................................. 8
2. §Çu nèi ................................................................................................... 12
3. TiÕp ®iÓm ............................................................................................... 13
III. M¹ch vßng dÉn ®iÖn phô ...................................................................... 19
1. Thanh dÉn ............................................................................................... 20
2. TiÕp ®iÓm ............................................................................................... 20
Ch¬ng III TÝnh vµ dùng ®Æc tÝnh c¬ ............................................. 22
I. TÝnh to¸n lß xo ...................................................................................... 22
1. VËt liÖu lµm lß xo ................................................................................... 22
2. Lß xo Ðp tiÕp ®iÓm chÝnh ........................................................................ 22
3. Lß xo tiÕp ®iÓm phô ................................................................................ 23
4. Lß xo nh¶ ............................................................................................... 24
II. §Æc tÝnh c¬ ............................................................................................ 26
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 2 - TB§-§T1
1. LËp s¬ ®å ®éng ....................................................................................... 26
2. TÝnh to¸n c¸c lùc ................................................................................... 27
3. §Æc tÝnh c¬ ............................................................................................ 28
Ch¬ng IV TÝnh to¸n vµ kiÓm nghiÖm nam ch©m ®iÖn ................... 29
I. Kh¸i niÖm .............................................................................................. 29
II. TÝnh to¸n thiÕt kÕ nam ch©m ®iÖn ....................................................... 29
1. X¸c ®Þnh Kkc ........................................................................................... 29
2. Chän vËt liÖu dÉn tõ ................................................................................ 29
3. Chän tõ c¶m, hÖ sè tõ rß , hÖ sè tõ c¶m ................................................... 30
4. TÝnh tiÕt diÖn lâi m¹ch tõ ........................................................................ 30
5. X¸c ®Þnh kÝch thíc cuén d©y ................................................................. 31
6. KÝch thíc m¹ch tõ ................................................................................. 33
III. TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm nam ch©m ®iÖn .............................................. 34
1. S¬ ®å thay thÕ m¹ch tõ ............................................................................ 34
2. TÝnh tõ dÉn khe hë kh«ng khÝ ................................................................. 36
3. TÝnh tõ th«ng .......................................................................................... 39
4. TÝnh sè vßng d©y .................................................................................... 40
5. TÝnh ®êng kÝnh d©y ............................................................................... 40
6. TÝnh to¸n vßng ng¾n m¹ch ...................................................................... 40
7. tÝnh to¸n vßng ng¾n m¹ch ....................................................................... 43
8. TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm cuén d©y ............................................................ 44
9. TÝnh vµ dùng ®Æc tÝnh lùc ®iÖn tõ ............................................................ 46
Ch¬ng V TÝnh vµ kiÓm nghiÖm buång dËp hå quang .................... 46
I. VËt liÖu .................................................................................................. 50
1. VËt liÖu lµm vá buång dËp hå quang ....................................................... 50
2. VËt liÖu lµm c¸c tÊm dËp ........................................................................ 50
II. TÝnh to¸n vµ kiÓm nghiÖm.................................................................... 50
Ch¬ng VI Hoµn thiÖn kÕt cÊu ............................................................... 54
I. M¹ch vßng dÉn ®iÖn ............................................................................. 54
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 3 - TB§-§T1
1. Mach vßng dÉn ®iÖn chÝnh ...................................................................... 54
2. M¹ch vßng dÉn ®iÖn phô ......................................................................... 55
II. Lß xo tiÕp ®iÓm, lß xo nh¶ .................................................................... 55
1. Lß xo tiÕp ®iÓm chÝnh ............................................................................ 55
2. Lß xo tiÕp ®iÓm phô ............................................................................... 55
3. Lß xo nh¶ ............................................................................................... 55
III. Nam ch©m ®iÖn ..................................................................................... 56
1. M¹ch tõ.................................................................................................. 56
2. KÝch thíc cuén d©y .............................................................................. 56
3. vßng ng¾n m¹ch ...................................................................................... 56
4. Buång dËp hå quang ............................................................................... 56
IV. Vá vµ c¸c chi tiÕt kh¸c .......................................................................... 57
Ch¬ng VII VÝ dô minh häa øng dông c«ng t¾c t¬ trªn .................. 57
I. S¬ ®å nguyªn lý ..................................................................................... 57
II. Nguyªn t¾c ho¹t ®éng .......................................................................... 58
1. M¹ch chÝnh ®iÒu khiÓn ®éng c¬ .............................................................. 58
2. M¹ch kiÓm tra......................................................................................... 58
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 4 - TB§-§T1
Lêi nãi ®Çu §Êt níc ®ang cµng ngµy cµng ph¸t triÓn, qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i
ho¸ ®ang diÔn ra m¹nh mÏ. §Ó thùc hiÖn ®îc th× ph¶i cã nguån n¨ng l¬ng, mµ
®iÖn n¨ng chiÕm mét vai trß rÊt quan träng. §iÖn n¨ng cung cÊp cho mäi ngµnh,
mäi lÜnh vùc, mäi ®èi tîng. Tuy nhiªn, trong qu¸ tr×nh sö dông ®iÖn th× kh«ng
thÓ tr¸nh khái nh÷ng sù cè, rñi ro x¶y ra nh hiÖn tîng qu¸ ®iÖn ¸p, qu¸ dßng
®iÖn, hiÖn tîng ng¾n m¹ch... §Ó ®¶m b¶o vÊn ®Ò an toµn tÝnh m¹ng cho con
ngêi, b¶o vÖ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn vµ tr¸nh nh÷ng tæn thÊt kinh tÕ cã thÓ x¶y ra th×
khÝ cô ®iÖn ngµy cµng ®îc ®ßi hái nhiÒu h¬n, chÊt lîng tèt h¬n vµ lu«n ®æi
míi c«ng nghÖ.
Cïng víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt th× c¸c lo¹i khÝ cô ®iÖn hiÖn ®¹i
®îc s¶n xuÊt ra lu«n ®¶m b¶o kh¶ n¨ng tù ®éng ho¸ cao, trong ®ã c«ng t¾c t¬
còng kh«ng n»m ngoµi môc ®Ých ®ã. ChÝnh v× vËy mµ nghiªn cøu, thiÕt kÕ c«ng
t¾c t¬ lµ ®Æc biÖt quan träng nh»m tr¸nh nh÷ng sù cè ®¸ng tiÕc cã thÓ sÏ x¶y ra.
§îc sù gióp ®ì vµ híng dÉn cña c¸c thÇy c« trong nhãm khÝ cô ®iÖn, thuéc
bé m«n ThiÕt bÞ ®iÖn - §iÖn tö, khoa ®iÖn. §Æc biÖt lµ sù híng dÉn gióp ®ì vµ
®ãng gãp cña thÇy §Æng ChÝ Dòng, em ®· hoµn thµnh ®îc ®å ¸n m«n häc víi
®Ò tµi thiÕt kÕ C«ng t¾c t¬ xoay chiÒu 3 pha.
MÆc dï ®· cã nhiÒu cè g¾ng song do hiÓu biÕt kiÕn thøc cßn cã nhiÒu h¹n
chÕ, thêi gian cã h¹n vµ kinh nghiÖm thùc tÕ cßn Ýt, nªn trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ
®å ¸n em cßn m¾c nh÷ng sai sãt nhÊt ®Þnh. V× vËy em rÊt mong cã ®îc sù chØ
b¶o vµ ®ãng gãp ý kiÕn thÇy c« vµ c¸c b¹n sinh viªn.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n bé m«n ThiÕt bÞ ®iÖn - ®iÖn tö vµ thÇy §Æng ChÝ
Dòng.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 5 - TB§-§T1
Ch¬ng I Chän kÕt cÊu vµ thiÕt kÕ s¬ bé
I. Kh¸i niÖm chung 1. T¸c dông vµ cÊu t¹o cña c«ng t¾c t¬
C«ng t¾c t¬ lµ khÝ cô ®iÖn dïng ®Ó ®ãng, c¾t thêng xuyªn c¸c m¹ch ®iÖn
®éng lùc, tõ xa, b»ng tay hay tù ®éng. ViÖc ®ãng c¾t c«ng t¾c t¬ cã tiÕp ®iÓm cã
thÓ thùc hiÖn b»ng nam ch©m ®iÖn, thuû lùc hay khÝ nÐn. Th«ng thêng ta gÆp
lo¹i ®ãng c¾t b»ng nam ch©m ®iÖn. C«ng t¾c t¬ gåm c¸c bé phËn chÝnh sau
- HÖ thèng m¹ch vßng dÉn ®iÖn.
- HÖ thèng dËp hå quang.
- HÖ thèng c¸c lß xo nh¶, lß xo tiÕp ®iÓm vµ lß xo ho·n xung.
- Nam ch©m ®iÖn.
- Vá vµ c¸c chi tiÕt c¸ch ®iÖn.
2. Nguyªn lý ho¹t ®éng Khi cho ®iÖn vµo cuén d©y, luång tõ th«ng sÏ ®îc sinh ra trong nam ch©m
®iÖn. Luång tõ th«ng nµy sÏ sinh ra mét lùc ®iÖn tõ. Khi lùc ®iÖn tõ lín h¬n lùc
c¬ th× n¾p m¹ch tõ ®îc hót vÒ phÝa m¹ch tõ tÜnh, trªn m¹ch tõ tÜnh cã g¾n vßng
ng¾n m¹ch ®Ó chèng rung, lµm cho tiÕp ®iÓm ®éng tiÕp xóc víi tiÕp ®iÓm tÜnh.
TiÕp ®iÓm tÜnh ®îc g¾n trªn thanh dÉn, ®Çu kia cña thanh dÉn vÝt b¾t d©y ®iÖn
ra, vµo. C¸c lß xo tiÕp ®iÓm cã t¸c dông duy tr× mét lùc Ðp tiÕp ®iÓm cÇn thiÕt lªn
tiÕp ®iÓm. §ång thêi tiÕp ®iÓm phô còng ®îc ®ãng vµo ®èi víi tiÕp ®iÓm phô
thêng më vµ më ra ®èi víi tiÕp ®iÓm thêng ®ãng. Lß xo nh¶ bÞ nÐn l¹i.
Khi ng¾t ®iÖn vµo cuén d©y, luång tõ th«ng sÏ gi¶m xuèng vÒ kh«ng, ®ång
thêi lùc ®iÖn tõ do nã sinh ra còng gi¶m vÒ kh«ng. Khi ®ã lß xo nh¶ sÏ ®Èy toµn
bé phÇn ®éng cña c«ng t¾c t¬ lªn vµ c¾t dßng ®iÖn t¶i ra. Khi tiÕp ®iÓm ®éng
t¸ch khái tiÕp ®iÓm tÜnh cña m¹ch tõ chÝnh th× hå quang sÏ xuÊt hiÖn gi÷a hai
tiÕp ®iÓm. Nhê c¸c tÊm dËp trong buång dËp hå quang, hå quang sÏ ®îc dËp t¾t.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 6 - TB§-§T1
II. Chän kÕt cÊu vµ thiÕt kÕ s¬ bé 1. HÖ thèng m¹ch vßng dÉn ®iÖn Thanh dÉn: do thanh dÉn ph¶i dÉn dßng ®iÖn
lµm viÖc vµ cã khi ph¶i chôi dßng ®iÖn ng¾n
m¹ch lín khi x¶y ra sù cè ®ßng thêi ph¶i ®¶m
b¶o cho tiÕp ®iÓm tiÕp xóc tèt nªn ta chän thanh
dÉn b»ng ®ång cã tiÕt diÖn ngang h×nh ch nhËt.
§Çu nèi : chän ®Çu nèi b»ng bu l«ng cã thÓ th¸o rêi ®îc. TiÕp ®iÓm chÝnh: do dßng ®iÖn lµm viÖc ®Þnh møc cña c«ng t¾c t¬ lµ 25 A
nªn ta chän tiÕp ®iÓm h×nh trô, kiÓu b¾c cÇu, 1 pha 2 chç ng¾t, tiÕp xóc lo¹i
mÆt ph¼ng-mÆt ph¼ng.
TiÕp ®iÓm phô: còng dïng kiÓu tiÕp ®iÓm b¾c cÇu 1 pha 2 chç ng¾t.
2. HÖ thèng dËp hå quang §èi víi khÝ cô ®iÖn h¹ ¸p , c¸c trang bÞ dËp hå quang thêng lµ :
- KÐo dµi hå quang ®iÖn b»ng c¬ khÝ. - Dïng cuén d©y thæi tõ. - Dïng buång dËp hå quang kiÓu khe hÑp. - Dïng buång dËp hå quang kiÓu dµn dËp. Qua ph©n tÝch vµ tham kh¶o thùc tÕ, ®èi víi C«ng t¾c t¬ xoay chiÒu chän
buång dËp hå quang kiÓu dµn dËp .
3. Nam ch©m ®iÖn C«ng t¾c t¬ cã thÓ ®ãng ng¾t b»ng nam ch©m ®iÖn hót quay hoÆc hót th¼ng.
Nam ch©m ®iÖn hót quay - ¦u ®iÓm: ®Æc tÝnh c¬ cña nam ch©m ®iÖn hót quay tèt h¬n nam ch©m ®iÖn
hót th¼ng.
- Nhîc ®iÓm: KÕt cÊu phøc t¹p, mét pha cã mét chç ng¾t lµm cho viÖc dËp hå quang khã kh¨n, ph¶i dïng d©y nèi mÒm.
Nam ch©m ®iÖn hót th¼ng - ¦u ®iÓm: KÕt cÊu ®¬n gi¶n, KÕt cÊu tiÕp ®iÓm b¾c cÇu mét pha cã hai chç
ng¾t lµm cho viÖc dËp hå quang ®¬n gi¶n h¬n, Hµnh tr×nh chuyÓn ®éng
g¾n liÒn víi chuyÒn ®éng cña n¾p nam ch©m ®iÖn,viÖc bè trÝ buång dËp hå
quang dÔ dµng, Kh«ng dïng d©y nèi mÒm.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 7 - TB§-§T1
- Nhîc ®iÓm: ®Æc tÝnh c¬ cña nam ch©m ®iÖn hót th¼ng kh«ng tèt b»ng nam ch©m hót quay.
Do cã nhiÒu u ®iÓm cho nªn ta sÏ sö dông nam ch©m ®iÖn xoay chiÒu h×nh
ch÷ E kiÓu hót chËp.
4. HÖ thèng c¸c lß xo nh¶, lß xo tiÕp ®iÓm vµ lß xo ho·n xung Lß xo nh¶, lß xo tiÕp ®iÓm: ta chän kiÓu lß xo xo¾n h×nh trô do nã Ýt bÞ ¨n
mßn vµ bÒn h¬n lß xo tÊm ph¼ng.
Lß xo ho¨n xung: dïng ®Ó gi¶m bít va ch¹m gi÷a n¾p vµ th©n cùc tõ do ®ã ta dïng lß xo l¸.
5. H×nh d¸ng cña c«ng t¾c t¬ Sau khi chän kÕt cÊu vµ thiÕt kÕ s¬ bé ta ®îc h×nh d¸ng c«ng t¾c t¬ nh sau
1. TiÕp ®iÓm tÜnh. 6. Thanh dÉn tÜnh.
2. TiÕp ®iÓm ®éng. 7. Lß xo nh¶.
3. Lß xo Ðp tiÕp ®iÓm. 8. M¹ch tõ nam ch©m ®iÖn.
4. Thanh dÉn ®éng. 9. Cuén d©y nam ch©m ®iÖn.
5. Dµn dËp hå quang. 10. Vßng ng¾n m¹ch.
11. N¾p m¹ch tõ nam ch©m ®iÖn.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 8 - TB§-§T1
Ch¬ng II TÝnh to¸n m¹ch vßng dÉn ®iÖn
I. Kh¸i niÖm chung Trong C«ng t¾c t¬, m¹ch vßng dÉn ®iÖn lµ mét bé quan träng, nã cã chøc n¨ng
dÉn dßng, chuyÓn ®æi vµ ®ãng c¾t m¹ch ®iÖn. M¹ch vßng dÉn ®iÖn do c¸c bé
phËn kh¸c nhau vÒ h×nh d¸ng kÕt cÊu vµ kÝch thíc hîp thµnh. §èi víi C«ng t¾c
t¬, m¹ch vßng dÉn ®iÖn gåm cã c¸c bé phËn chÝnh nh sau:
Thanh dÉn: gåm thanh dÉn ®éng vµ thanh dÉn tÜnh. Thanh dÉn cã chøc n¨ng truyÒn t¶i dßng ®iÖn.
D©y dÉn mÒm. §Çu nèi: gåm vÝt vµ mèi hµn. HÖ thèng tiÕp ®iÓm: gåm tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh, cã chøc n¨ng
®ãng ng¾t dßng ®iÖn.
Cuén thæi tõ.
II. M¹ch vßng dÉn ®iÖn chÝnh 1. Thanh dÉn
a. Thanh dÉn ®éng Chän vËt liÖu
Thanh dÉn ®éng g¾n víi tiÕp ®iÓm ®éng, v× vËy nã cÇn ph¶i cã lùc Ðp ®ñ
®Ó tiÕp xóc tèt, ®é cøng cao, nhiÖt ®é nãng ch¶y t¬ng ®èi cao... do ®ã ta cã thÓ
chän §ång kÐo nguéi lµm vËt liÖu cho thanh dÉn ®éng.
C¸c th«ng sè cña ®ång kÐo nguéi:
Ký hiÖu ML-TB
Tû träng () 8,9 g/cm3 NhiÖt ®é nãng ch¶y (nc) 1083
0C
§iÖn trë suÊt ë 200C (20) 0,0158.10-3 mm
§é dÉn nhiÖt () 3,9 W/cm 0C §é cøng Briven (HB) 80 120 kG/cm
2
HÖ sè dÉn nhiÖt ®iÖn trë () 0,0043 1/ 0C NhiÖt ®é cho phÐp cÊp A ([cp]) 95
0 C
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 9 - TB§-§T1
TÝnh to¸n thanh dÉn Theo phÇn chän kÕt cÊu vµ thiÕt kÕ s¬ bé, ta ®· chän thanh dÉn cã tiÕt
diÖn ngang h×nh ch÷ nhËt víi bÒ réng a, bÒ dÇy b
Theo c«ng thøc 2-6 (TL1) :
Trong ®ã :
I®m = 18 A : dßng ®iÖn ®Þnh møc. n: hÖ sè h×nh d¸ng, n =
ba = 5 10, chän n = 7.
Kf : hÖ sè tæn hao phô ®Æc trng cho tæn hao bëi hiÖu øng bÒ mÆt vµ hiÖu øng gÇn.
Kf = Kbm.Kg = 1,03 1,06. Chän Kf = 1,06. KT : hÖ sè t¶n nhiÖt, KT = (6 12).10-6 (W/ 0 C.mm2) Chän KT=
7,5.10-6.
: ®iÖn trë suÊt cña vËt liÖu ë nhiÖt ®é æn ®Þnh. = 20[1+( - 20)] 20 : ®iÖn trë suÊt cña vËt liÖu ë 20
OC.
: hÖ sè nhiÖt ®iÖn trë cña vËt liÖu.
: nhiÖt ®é æn ®Þnh cña ®ång , ë ®©y ta lÊy b»ng nhiÖt ®é ph¸t nãng cho phÐp = [] = 95 OC.
95 = 0,0158.10 -8[1+4,3.10 -3(95 - 20)] 2,1.10 -8 (.m)
«® : ®é t¨ng nhiÖt æn ®Þnh. «® = - mt víi mt= 40
OC lµ nhiÖt ®é m«i trêng
«® = 95 - 40 = 55 OC
VËy ta cã
a = b.n =7. 0,54 = 3,78 (mm)
)(54,0355.10.5,7).17.(7.2
06,1.10.1,2.186
82
mmb
3.1).K2.n.(n
.K.Ib
odT
f2dm
τρθ
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 10 - TB§-§T1
VËy kÝch thíc tèi thiÓu cña thanh dÉn ®éng lµ a = 3,78 mm vµ b = 0,54
mm.
Tuy nhiªn h×nh d¹ng cña thanh dÉn ®éng cßn phô thuéc vµo h×nh d¹ng cña
tiÕp ®iÓm.
Chän tiÕp ®iÓm theo b¶ng 2-15(TL1.T51)
víi I®m = 18 A ta chän ®êng kÝnh tiÕp ®iÓm dt® = 8 mm vµ chiÒu cao tiÕp
®iÓm lµ ht®= 1,5 mm.
Chän l¹i kÝch thíc cña thanh dÉn ®éng: a= 10 mm vµ b= 1,2 mm
KiÓm tra kÝch thíc lµm ë ®iÒu kiÖn lµm viÖc dµi h¹n DiÖn tÝch thanh dÉn:
S = a.b =10.1,2 = 12 (mm 2 )
Chu vi thanh dÉn: P = 2.(a+b) = 2.(10+1,2) = 22,4 (mm)
MËt ®é dßng ®iÖn :
j = S
Idm =
1218 = 1,5 (A/mm2) < [j] =2 4 (A/mm2)
tho¶ m·n vÒ kÕt cÊu.
NhiÖt ®é thanh dÉn : Tõ c«ng thøc 2-4 (TKKC§HA) ta cã
).(KK)..1.(.I
).(KK..IP.S
mtodT
fod02
mtoT
f2
.K..IK.P.S
.K.P.S.K..I
f0
2
T
mtTf0
2
tdd«
víi 0 : ®iÖn trë suÊt cña ®ång kÐo nguéi ë 00C
33
200 10.015,020.0043,01
10.0158,0.1
(.mm)
mt : nhiÖt ®é m«i trêng, mt = 400C
Thay vµo ta cã :
0043,0.06,1.10.015,0.1810.5,7.4,22.1240.10.5,7.4,22.1206,1.10.015,0.18
326
632
td = 430C
VËy td < [cp] = 95
0C thanh dÉn tho¶ m·n vÒ nhiÖt ®é ë chÕ ®é ®Þnh møc.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 11 - TB§-§T1
KiÓm tra thanh dÉn ë chÕ ®é ng¾n m¹ch §Æc ®iÓm cña qu¸ tr×nh ng¾n m¹ch:
Dßng ®iÖn vµ mËt ®é dßng ®iÖn cã trÞ sè rÊt lín. Thêi gian t¸c ®éng nhá. Tõ ®Æc ®iÓm trªn râ rµng khi x¶y ra ng¾n m¹ch nhiÖt ®é thanh dÉn t¨ng
lªn rÊt lín cã thÓ lµm thanh dÉn bÞ biÕn d¹ng. Do ®ã cÇn ph¶i kiÓm tra khi cã
ng¾n m¹ch th× mËt ®é dßng ®iÖn thanh dÉn cã nhá h¬n mËt ®é dßng ®iÖn cho
phÐp kh«ng.
Tõ c«ng thøc 6-21 (TL1) :
nm
dnmnm t
AAj
Trong ®ã:
Inm = Ibn : dßng ®iÖn ng¾n m¹ch hay dßng ®iÖn bÒn nhiÖt.
tnm = tbn : thêi gian ng¾n m¹ch hay thêi gian bÒn nhiÖt.
Anm = Abn : h»ng sè tÝch ph©n øng víi ng¾n m¹ch hay bÒn
nhiÖt.
A® : h»ng sè tÝch ph©n øng víi nhiÖt ®é ®Çu.
Tra ®å thÞ h×nh 6-5 (TL1.T313) ta cã:
Víi bn = 3000C cã Abn = 3,65.10
4 (A2s/mm4)
® = 950C cã A® = 1.6.10
4 (A2s/mm4)
tnm (s) jnm (A/mm
2) [jnm]cp (A/mm2)
3 87 94
4 75 82
10 47.4 51
VËy mËt ®é dßng ®iÖn cña thanh dÉn khi x¶y ra ng¾n m¹ch nhá h¬n mËt
®é dßng ®iÖn cho phÐp, nªn thanh dÉn cã thÓ chÞu ®îc ng¾n m¹ch.
b. Thanh dÉn tÜnh
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 12 - TB§-§T1
b
a
Stx
Thanh dÉn tÜnh ®îc nèi víi tiÕp ®iÓm tÜnh vµ g¾n víi ®Çu nèi. V× vËy thanh
dÉn tÜnh ph¶i cã kÝch thíc lín h¬n thanh dÉn ®éng.
Ta cã thÓ chän kÝch thíc thanh dÉn tÜnh nh sau :
at = 10 mm
bt = 1,5 mm
Do thanh dÉn ®éng tho¶ m·n ë chÕ ®é dµi h¹n vµ ng¾n h¹n mµ thanh dÉn
tÜnh cã tiÕt diÖn vµ chu vi lín h¬n thanh dÉn ®éng cho nªn thanh dÉn tÜnh còng
tho¶ m·n chÕ ®é dµi h¹n vµ ng¾n h¹n.
2. §Çu nèi §Çu nèi tiÕp xóc lµ phÇn tö quan träng cña khÝ cô ®iÖn, nÕu kh«ng chó ý dÔ
bÞ háng nÆng trong qu¸ tr×nh vËn hµnh nhÊt lµ nh÷ng khÝ cô ®iÖn cã dßng ®iÖn
lín vµ ®iÖn ¸p cao.
C¸c yªu cÇu ®èi víi mèi nèi
NhiÖt ®é c¸c mèi nèi khi lµm viÖc ë dµi h¹n víi dßng ®iÖn ®Þnh møc kh«ng ®îc t¨ng qu¸ trÞ sè cho phÐp.
Khi tiÕp xóc mèi nèi cÇn cã ®ñ ®é bÒn c¬ vµ ®é bÒn nhiÖt khi cã dßng ng¾n m¹ch ch¹y qua.
Lùc Ðp ®iÖn trë tiÕp xóc, n¨ng lîng tæn hao vµ nhiÖt ®é ph¶i æn ®Þnh khi khÝ cô ®iÖn vËn hµnh liªn tôc.
KÕt cÊu cña mèi nèi gåm cã : mèi nèi cã thÓ th¸o rêi ®îc, kh«ng thÓ th¸o
rêi ®îc, mèi nèi kiªm khíp b¶n lÒ cã d©y nèi mÒm hoÆc kh«ng cã d©y nèi
mÒm. ë ®©y ta chon mèi nèi cã thÓ th¸o rêi ®îc vµ b»ng bu l«ng.
Víi dßng ®iÖn ®Þnh møc I®m = 18A theo b¶ng 2-9 (TKKC§HA) chän bu l«ng
5 b»ng thÐp kh«ng dÉn ®iÖn vµ trô ®ång 5.
DiÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc : Stx = jIdm
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 13 - TB§-§T1
§èi víi thanh dÉn vµ chi tiÕt ®ång cã tÇn sè f = 50 Hz vµ dßng ®iÖn ®Þnh møc
I®m < 200A th× cã thÓ lÊy mËt ®é dßng ®iÖn j = 0,31 A/mm2
Stx = )(mm 58,1 0,31
18 2
Lùc Ðp tiÕp xóc : Ftx = ftx.Stx
Trong ®ã
ftx lµ lùc Ðp riªng trªn c¸c mèi nèi, ftx = 100 150 kG/cm2
chän ftx=100 kG/cm2 = 100.10-2 kG/mm2
Ftx = 100.10 -2.58,1 = 58,1 (kG)
Theo c«ng thøc 2-25(TL1.T59). §iÖn trë tiÕp xóc lµ:
Trong ®ã
m =1
®ång-®ång tiÕp xóc mÆt Ktx =(0.090.14).10-3 chän Ktx = 0,1.10
-3
)(.,,.,
.,R tx
53
10711581020
1010
§iÖn ¸p tiÕp xóc
Utx = I®m.Rtx =18.1,7.10 –5= 0,31 (mV)
VËy ®iÖn ¸p tiÕp xóc nhá h¬n ®iÖn ¸p tiÕp xóc cho phÐp ([Utx]cp =30 mV), nªn
bu l«ng ®· chän tho¶ m·n yªu cÇu.
3. TiÕp ®iÓm a. NhiÖm vô cña tiÕp ®iÓm
TiÕp ®iÓm thùc hiÖn chøc n¨ng ®ãng ng¾t cña c¸c khÝ cô ®iÖn ®ãng ng¾t.
b. Yªu cÇu ®èi víi tiÕp ®iÓm Khi C«ng t¾c t¬ lµm viÖc ë chÕ ®é ®Þnh møc , nhiÖt ®é bÒ mÆt n¬i kh«ng
tiÕp xóc ph¶i bÐ h¬n nhiÖt ®é cho phÐp. NhiÖt ®é cña vïng tiÕp xóc ph¶i
bÐ h¬n nhiÖt ®é biÕn ®æi tinh thÓ cña vËt liÖu tiÕp ®iÓm.
Víi dßng ®iÖn lín cho phÐp (dßng khëi ®éng, dßng ng¾n m¹ch) tiÕp ®iÓm ph¶i chÞu ®îc ®é bÒn nhiÖt vµ ®é bÒn ®iÖn ®éng.
mtx
tx
FK
).,(Rtx 1020
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 14 - TB§-§T1
Khi lµm viÖc víi dßng ®iÖn ®Þnh møc vµ khi ®ãng ng¾t dßng ®iÖn trong giíi h¹n cho phÐp , tiÕp ®iÓm ph¶i cã ®é mßn ®iÖn vµ c¬ bÐ nhÊt , ®é
rung cña tiÕp ®iÓm kh«ng ®îc lín h¬n trÞ sè cho phÐp.
c. VËt liÖu lµm tiÕp ®iÓm VËt liÖu lµm tiÕp cÇn ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: ®iÖn trë suÊt vµ ®iÖn trë tiÕp
xóc bÐ, Ýt bÞ ¨n mßn, Ýt bÞ «xy ho¸, khã hµn dÝnh, ®é cøng cao, ®Æc tÝnh c«ng
nghÖ cao, gi¸ thµnh h¹ vµ phï hîp víi dßng ®iÖn I = 18 A.
Tõ b¶ng 2-13 (TL1) ta chän vËt liªu lµ b¹c niken than ch×, víi c¸c th«ng sè
kü thuËt sau:
Ký hiÖu KMK.A32
Tû träng () 8,7 g/cm3 NhiÖt ®é nãng ch¶y (nc) 1300
0C
§iÖn trë suÊt ë 200C (20) 0,035.10-3 mm
§é dÉn nhiÖt () 3,25 W/cm 0C §é cøng Briven (HB) 45 65 kG/mm
2
HÖ sè dÉn nhiÖt ®iÖn trë () 0,0035/ 0C NhiÖt ®é cho phÐp cÊp A ([cp]) 95
0 C
Nh ®· chän ë phÇn tÝnh thanh dÉn ®éng ta cã kÝch thíc cña tiÕp ®iÓm lµ
d = 8 mm; h=1,5 mm.
d. Lùc Ðp tiÕp ®iÓm Theo c«ng thøc kinh nghiÖm
Ft® = ft® x I®m
Tra b¶ng 2-17 ta chän ft® = 15 (g/A)
Ft® = 15 x 18 = 270 (g) = 0,270 (kg) = 2,70 (N)
e. §iÖn trë tiÕp ®iÓm §iÖn trë tiÕp xóc cña tiÕp ®iÓm ®îc tÝnh theo c«ng thøc 2-25(TL1.T159)
Rtx = mtd
tx
)F.102,0(
K
Trong ®ã :
Ft® = 2,70 (N)
Ktx : hÖ sè kÓ ®Õn sù ¶nh hëng cña vËt liÖu vµ tr¹ng th¸i bÒ mÆt
cña tiÕp ®iÓm. Ktx =310)3,02,0( chän Ktx = 0,25.10
-3
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 15 - TB§-§T1
m: hÖ sè d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc. v× lµ tiÕp xóc mÆtm = ( 17,0 ) nªn chän m = 0,8
Thay vµo ta cã:
)(.),.,(
.,R
,tx
4
80
3
107721020
10250
f. §iÖn ¸p tiÕp xóc Utx = I®m.Rtx =18.7.10
-4 = 0,0126 (V) = 12,6 (mV)
VËy ®iÖn ¸p n¬i tiÕp xóc Utx tho¶ m·n ®iÒu kiÖn nhá h¬n ®iÖn ¸p tiÕp xóc
cho phÐp [Utx] = 2 30 mV.
g. NhiÖt ®é tiÕp ®iÓm vµ nhiÖt ®é n¬i tiÕp xóc Theo c«ng thøc 2-11(TL1.T52) nhiÖt ®é ph¸t nãng cña tiÕp ®iÓm
Trong ®ã:
t® : nhiÖt ®é cña tiÕp diÓm. : ®iÖn trë suÊt cña vËt iÖu lµm tiÕp ®iÓm ë 95oC
= 95 =20.[1+ (-20)] = 3,5.10-5.(1+0,0035.(95-20)]
= 4,42.10-6 ( Wcm)
mt : nhiÖt ®é m«i trêng, mt =400C
Rt® : ®iÖn trë tiÕp ®iÓm.
Rt®= 65 10071
6635110424 .,,
,..,.
Sh
(W)
P, S : chu vi, tiÕt diÖn cña thanh dÉn.
P = 2,24 cm ; S = 12.10-2 (cm2)
147105710122429332
100711810571012242
10424184042
62
42
62
,.,...,.,.
.,.
.,...,
.,.
td0C
NhiÖt ®é cña ®iÓm tiÕp xóc lµ:
CRI txdmtdtx0
6
24222
2448104249338
10718147 ,.,.,.
)..(,
.8.
.
T
tddm
T
dmmttd PKS
RIKPS
I...
.
..
.
2
22
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 16 - TB§-§T1
h. Dßng ®iÖn hµn dÝnh Khi dßng ®iÖn qua tiÕp ®iÓm lín h¬n dßng ®iÖn ®Þnh møc I®m (qu¸ t¶i , khëi
®éng , ng¾n m¹ch) , nhiÖt ®é sÏ t¨ng lªn vµ tiÕp ®iÓm bÞ ®Èy do lùc ®iÖn ®éng
dÉn ®Õn kh¶ n¨ng hµn dÝnh . §é æn ®Þnh cña tiÕp ®iÓm chèng ®Èy vµ chèng hµn
dÝnh gäi lµ ®é æn ®Þnh ®iÖn ®éng (®é bÒn ®iÖn ®éng) . §é æn ®Þnh nhiÖt vµ æn
®Þnh ®iÖn ®éng lµ c¸c th«ng sè quan träng ®îc biÓu thÞ qua trÞ sè dßng ®iÖn hµn
dÝnh Ihd , t¹i trÞ sè ®ã sù hµn dÝnh cña tiÕp ®iÓm cã thÓ kh«ng x¶y ra nÕu c¬ cÊu
ng¾t cã ®ñ kh¶ n¨ng ng¾t tiÕp ®iÓm . TrÞ sè dßng ®iÖn hµn dÝnh x¸c ®Þnh theo quan hÖ lý thuyÕt 2-33 (TL1.T66)
Ihdb® = A tdnc F.f (A)
Trong ®ã:
A = )
32
1(H
)31
1(32
ncOB
ncnc
O
O : ®iÖn trë suÊt cña vËt liÖu ë 20OC .
Ta cã 20 = O(1+.20)
O = 20.1O
O = )m(10.27,320.0035,013,5.10 8
-8
: hÖ sè dÉn nhiÖt cña vËt liÖu. = 3,25 W/cm.OC = 325 W/m.OC
nc : nhiÖt ®é nãng ch¶y cña vËt liÖu, nc = 1300 OC
HBo : ®é cøng Britnel .
HBo = 50 kG/mm2 = 50.106 (kg/m)
A = 741135130000350
321102731050
130000350311130025332
86,
).,..(.,...
).,..(.,.
(A/Kg1/2 )
fnc : hÖ sè ®Æc trng cho sù t¨ng diÖn tÝch tiÕp xóc trong qóa tr×nh
ph¸t nãng, chän fnc = 3.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 17 - TB§-§T1
Ft® = 0,275 (kG)
Ihd = )A(59,0311275,0.3.74,1135 TÝnh theo c«ng thøc thùc nghiÖm 2-36 (TL1)
Ihd = Khd. tdF
Trong ®ã:
Khd : hÖ sè hµn dÝnh , chän Khd = 2000 A/kG1/2
Ft® = 0,275 (kG)
Ihd = 2000. )A(8,1048275,0 Ta thÊy Ihdb® LT < Ihdbd TN .Chän Ihdbd = Ihdbd TN = 1048,8A
Inm = 10.I®m = 10.18 = 180A
V× Inm < Ihdbd cho nªn tiÕp ®iÓm kh«ng bÞ hµn dÝnh.
i. §é rung vµ thêi gian rung cña tiÕp ®iÓm Khi tiÕp ®iÓm ®ãng, thêi ®iÓm b¾t ®Çu tiÕp xóc sÏ cã xung lùc va ®Ëp c¬ khÝ
gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh g©y ra hiÖn tîng rung tiÕp ®iÓm. TiÕp
®iÓm ®éng bÞ bËt trë l¹i víi mét biªn ®é nµo ®ã råi l¹i vµ tiÕp tôc va ®Ëp, qu¸
tr×nh nµy x¶y ra trong mét kho¶ng thêi gian råi chuyÓn sang tr¹ng th¸i tiÕp xóc
æn ®Þnh, sù rung kÕt thóc. Qóa tr×nh rung ®îc ®¸nh gi¸ b»ng ®é lín cña biªn ®é
rung Xm vµ thêi gian rung tm Theo c«ng thøc 2-39(TL1.T72) biªn ®é rung cho 3 tiÕp ®iÓm thêng më lµ :
Xm = tdd
V2dođ
F.2)K1.(v.m
Trong ®ã
m® : khèi lîng phÇn ®éng.
m® =K.I®m víi K= 7 (g/A)
m® = 7.18 = 126 (g) =0,126 (kg) v®o : tèc ®é tiÕp ®iÓm t¹i thêi ®iÓm va ®Ëp .
v®o = 0,1 m/s
KV : hÖ sè va ®Ëp phô thuéc vµo tÝnh ®µn håi cña vËt liÖu.
Kv = 9,085,0 chän KV = 0,9. Ft®® : lùc Ðp tiÕp ®iÓm ®Çu.
Ft®®= 0,7.Ft® =0,7.0,275 = 0,1975 (kg) =1,975 (N)
Xm = 5
2
10.4,4975,1.2
)9,01(1,0.175,0
(m)
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 18 - TB§-§T1
Do c«ng t¾c t¬ cã ba tiÕp ®iÓm nªn ®é rung cña 1 tiÕp ®iÓm lµ
3
044,0
3
XmmtdX = 0,015 (mm)
Theo c«ng thøc 2-40 (TL1.T72) thêi gian rung cña tiÕp ®iÓm lµ
F
K1v.m.2t
tdd
Vdodm
)s(10.6,5975,1
9,01.1,0.175,0.2t 3m
= 5,6 (ms)
Do c«ng t¾c t¬ cã ba tiÕp ®iÓm chÝnh cho nªn thêi gian rung cña mét tiÕp
®iÓm lµ
3
6,5
3
tmmtdt = 1,9 (ms)
j. §é mßn cña tiÕp ®iÓm Sù mßn cña tiÕp ®iÓm x¶y ra trong qu¸ tr×nh ®ãng vµ qu¸ tr×nh ng¾t m¹ch
®iÖn. Nguyªn nh©n g©y ra sù ¨n mßn cña tiÕp ®iÓm lµ ¨n mßn vÒ ho¸ häc, vÒ c¬
vµ vÒ ®iÖn trong ®ã chñ yÕu lµ do qu¸ tr×nh mßn ®iÖn .
Khèi lîng mßn trung b×nh cña mét cÆp tiÕp ®iÓm cho mét lÇn ®ãng ng¾t
lµ:
g® + gng = 10 -9(K®.
2dI + Kng.
2ngI )Kk®
Trong ®ã :
Kk® : hÖ sè kh«ng ®ång ®Òu, ®¸nh gi¸ ®é mßn kh«ng ®Òu cña
c¸c tiÕp ®iÓm, Kk® =1,1 2,5, chän Kk® =1,5 K®, Kng : hÖ sè mßn khi ®ãng vµ khi ng¾t, tra b¶ng 2-21
(TL1.T79) ta cã
Kng=K® = 0,01 (g/A2)
I® vµ Ing : dßng ®iÖn ®ãng vµ dßng ®iÖn ng¾t.
I® = 5I®m =5.18 = 90 (A)
Ing =3.I®m = 3.18 = 54 (A) g® vµ gng : khèi lîng mßn riªng cña mçi mét lÇn ®ãng vµ ng¾t.
g® + gng = 10 -9 .(0,01.902 +0,01.542 ).1,5 =1,65.10-7 ( g)
Sau N = 106 lÇn ®ãng ng¾t, khèi lîng mßn lµ :
Gm = N.(g® + gng)
= 106 . 1,65.10-7 = 0,165( g)
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 19 - TB§-§T1
ThÓ tÝch mßn mét sau mét lÇn ®ãng c¾t lµ
ThÓ tÝch ban ®Çu cña tiÕp ®iÓm lµ
Vt® = )4(mm,,..
.d 3
2
755148
4
2
h
Lîng mßn cña tiÕp ®iÓm sÏ lµ :
Vm% = %,%.,%. 526100
47520100
tdVV
§é mßn cho phÐp cña tiÕp ®iÓm lµ Vm =70. Cho nªn ®é mßn cña tiÕp
®iÓm mµ ta thiÕt kÕ lµ tho¶ m·n.
k. §é lón, ®é më cña tiÕp ®iÓm §é më
§é më cña tiÕp ®iÓm lµ kho¶ng c¸ch gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm
tÜnh ë tr¹ng th¸i ng¾t cña c«ng t¾c t¬.
§é më cÇn ph¶i ®ñ lín ®Ó cã thÓ dËp t¾t hå quang nhanh chãng, nÕu ®é
më lín th× viÖc dËp t¾t hå quang sÏ dÔ dµng.Tuy nhiªn kho¶ng c¸ch qu¸ lín sÏ
¶nh hëng tíi kÝch thíc cña c«ng t¾c t¬.
Ta lÊy ®é më cña tiÕp ®iÓm lµ m=5mm.
§é lón §é lón l cña tiÕp ®iÓm lµ qu·ng ®êng ®i thªm ®îc cña tiÕp ®iÓm ®éng
nÕu kh«ng cã tiÕp ®iÓm tÜnh c¶n l¹i.
ViÖc x¸c ®Þnh ®é lón cña tiÕp ®iÓm lµ cÇn thiÕt v× trong qu¸ tr×nh lµm viÖc
tiÕp ®iÓm sÏ bÞ ¨n mßn. ®Ó ®¶m b¶o tiÕp ®iÓm vÉn tiÕp xóc tèt th× cÇn cã mét ®é
lón hîp lý.
Theo c«nh thøc lÝ thuyÕt l= A+ B.I®m = 1,5 + 0,02.18 = 1,86 2 (mm).
III. M¹ch vßng dÉn ®iÖn phô ViÖc tÝnh m¹ch vßng dÉn ®iÖn phô t¬ng tù víi c¸ch tÝnh vßng dÉn ®iÖn
chÝnh, víi I®m =10A.
)0,02(c,
, 31 78
1650 mGV mlan
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 20 - TB§-§T1
1. Thanh dÉn a. Thanh dÉn ®éng VËt liÖu vµ kÕt cÊu: gièng víi thanh dÉn ®éng trong m¹ch vßng dÉn ®iÖn
chÝnh.
tÝnh to¸n thanh dÉn
3
ôdT
f2đm
.K).1n.(n.2K..Ib
Trong ®ã
I®m= 10 (A)
n= 7
Kf=1,06
KT=7,5.10-6 (W/0C.mm2)
«®=550C
=0,015.10-3 (Wmm)
b= 0,2 (mm)
a=7.0,2= 1,4 (mm)
Chän tiÕp ®iÓm kiÓu cÇu víi I®m=10(A)chon ®êng kÝnh cña tiÕp ®iÓm
lµ d= 5(mm) vµ chiÒu cao cña tiÕp ®iÓm lµ h =1,2 (mm).
VËy th× chän a = 6 (mm) ; b = 0,8 (mm)
MËt ®é dßng ®iÖn :
j )/(,,.
2082806
10 mmASI đm
VËy j < [j] =2 4 A/mm2 tho¶ m·n vÒ kÕt cÊu
b. Thanh dÉn tÜnh T¬ng tù nh ë m¹ch vßng dÉn ®iÖn chÝnh ta chän c¸c kÝch thíc cña thanh
dÉn tÜnh lµ at = 6 (mm) vµ bt= 1 (mm).
2. TiÕp ®iÓm Chän lo¹i tiÕp ®iÓm cÇu víi d¹ng tiÕp xóc ®iÓm. Chän vËt liÖu tiÕp ®iÓm
I = 10 A , tra b¶ng 2-13 (TL1) cã thÓ chän B¹c kÐo nguéi ( CP 999 ) cã c¸c
th«ng sè kü thuËt :
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 21 - TB§-§T1
Tªn Ký hiªu Gi¸ tri §¬n vÞ
NhiÖt ®é nãng ch¶y nc 961 ( C0 )
TØ träng 10,5 g/cm3
§iÖn trë suÊt ë 20 C0 20 0,0116.10-3 Wmm2/m
§é cøng HB 30 60 kG/cm2
§é dÉn nhiÖt 480 W/m 0C
HÖ sè dÉn nhiÖt ®iÖn trë 0,004 1/( C0 )
X¸c ®Þnh kÝch thíc tiÕp ®iÓm §êng kÝnh tiÕp ®iÓm dt® = 5 (mm) , chiÒu cao tiÕp ®iÓm ht®
=1,2 (mm).
TÝnh lùc Ðp tiÕp ®iÓm theo c«ng thøc thùc nghiÖm 2-17 (TL1) , ta cã :
Ft® = ft®.I®m
Trong ®ã ft® =11 (g/A)
Ft® = 10.11= 110 (g) = 0,11 (kg) = 1,1 (N)
TÝnh ®iÖn trë tiÕp xóc theo c«ng thøc:
Rtx = mtd
tx
)F.102,0(
K
Víi Ktx= 0,25.10-3
m = 0,5
Rtx= 7,5.10-4 (Ω)
TÝnh ®iÖn ¸p tiÕp xóc theo c«ng thøc
Utx = I®m.Rtx= 10.0,75.10-3= 7,5.10-3 (V) = 7,5 (mV)
§é lón cña tiÕp ®iÓm ®îc tÝnh theo c«ng thøc
l’=A+B.I®m=1,5+0,02.10=1,7 (mm)
§é më
V× tæng ®é më vµ ®é lón cña tiÕp ®iÓm phô ph¶i b»ng tæng ®é më vµ ®é lón
cña tiÕp ®iÓm chÝnh nªn :
m’= m + l – l’ =5 + 2 - 1,7 = 5,3 (mm)
trong ®ã m, l lµ ®é më vµ ®é lón cña tiÕp ®iÓm chÝnh.
dtd
htd
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 22 - TB§-§T1
Ch¬ng III TÝnh vµ dùng ®Æc tÝnh c¬
I. TÝnh to¸n lß xo 1. VËt liÖu lµm lß xo
Theo ch¬ng I chän kÕt cÊu vµ thiÕt kÕ s¬ bé ta ®· chän lß xo nh¶ vµ lß xo Ðp
tiÕp diÓm lµ kiÓu lß xo xo¨n h×nh trô. B©y giê ta sÏ chän cô thÓ lo¹i lß xo lµ lß xo
thÐp cacbon FOCT 9389 - 60 cã c¸c th«ng sè nh sau
§é bÒn giíi h¹n khi kÐo, sk 2650 N/mm2
Giíi h¹n ®µn håi, s® 800 N/mm2
Giíi h¹n mái cho phÐp khi uèn, su 930 N/mm2
Giíi h¹n mái cho phÐp khi xo¾n, sx 580 N/mm2
Module ®µn håi, E 200.103 N/mm2
Mudule chèng trît, G 80.103 N/mm2
§iÖn trë suÊt, 0,19 0,22 .10-6 m
2. Lß xo Ðp tiÕp ®iÓm chÝnh TÝnh to¸n cho 1 lß xo
§êng kÝnh d©y lß xo Theo c«ng thøc 4-31 (TL1) , ®êng kÝnh d©y lß xo lµ :
dlxc = ][
C.F8
x
Trong ®ã
F: lùc Ðp tiÕp ®iÓm tÝnh cho mét tiÕp ®iÓm(1 pha 2 chç ng¾t).
F=2.Ft®c = 2.2,75 =5,5 (N)
C: chØ sè lß xo, C = 164 chän C = 8 [ x ]: øng suÊt cho phÐp.
dlxc = )mm(44,0580.
8.5,5.8
VËy chän ®êng kÝnh d©y lß xo lµ dlxc =0,44 (mm)
§êng kÝnh lß xo Dlxc = C. dlxc = 8.0,44 =3,52 (mm)
Sè vßng lµm viÖc
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 23 - TB§-§T1
Wlxc = lxc
3
lxc
4lxc
F.D8
f.d.G
Trong ®ã
F: Lùc lß xo ph¶i sinh ra trong ®o¹n f.
Flxc= Ft®c - Ft®d =2.(2,75 – 0,7.2,75) = 1,65 (N)
f: §é lón cña lß xo
flxc = l = 2 (mm)
G: M« ®un chèng trît.
Wlxc = 41,1065,1.52,3.82.,440.10.80
3
43
(vßng)
chän Wlxc= 11 (vßng)
Bíc lß xo tk = dlxc = 0,44 (mm)
tn = d lxc + mm) (62,011
244.0
W
f
lxc
ChiÒu dµi kÕt cÊu lk = dlxc.Wlxc = 0,44.11= 4,84 (mm)
ln = Wlxc.tn + 1,5.dlxc = 11.0,62 + 1,5.0,44 = 7,48 (mm)
øng suÊt xo¾n thùc tÕ cña lß xo
x = 74,57844,0.8.5,5.8
d
FC822
(N/mm2)
VËy x < [x] =580 N/mm2 do ®ã lß xo chän tho¶ m·n yªu cÇu kh«ng
vît qu¸ øng suÊt xo¾n cho phÐp.
3. Lß xo tiÕp ®iÓm phô TÝnh to¸n cho 1 lß xo t¬ng tù nh tÝnh víi lß xo tiÕp ®iÓm chÝnh.
§êng kÝnh d©y lß xo Theo c«ng thøc 4-31 (TL1) , ®êng kÝnh d©y lß xo lµ :
dlxp = ][
C.F8
x
Trong ®ã
F=2.Ft®p = 2.1,1 =2,2 (N)
C = 8
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 24 - TB§-§T1
dlxp = )(,..,. mm30
5808228
VËy chän ®êng kÝnh d©y lß xo lµ dlxp =0,3(mm)
§êng kÝnh lß xo Dlxp = C. dlxp = 8.0,3 = 2,4 (mm)
Sè vßng lµm viÖc
Wlxp = lxp
3
lxp
4lxp
F.D8
f.d.G
Trong ®ã
F: Lùc lß xo ph¶i sinh ra trong ®o¹n flxp.
Flxp= Ft®c - Ft®® =2.(1,1 – 0,5.1,1 ) = 1,1 (N)
flxp: §é lón cña lß xo b»ng ®é lón cña tiÕp ®iÓm phô
flxp = l’ = 1,7 (mm)
Wlxp = 19114287101080
3
3
,,.,.
,.,3.. 4 (vßng)
chän Wlxp= 10 (vßng)
Bíc lß xo tk = dlxp = 0,3 (mm)
tn = d lxp + mm) (,,
, 47010
7130 lxpWf
ChiÒu dµi kÕt cÊu lk = dlxp.Wlxp = 0,3.10= 3 (mm)
ln = Wlxp.tn + 1,5.dlxp = 10.0,47 + 1,5.0,3 = 5,15 (mm)
øng suÊt xo¾n thùc tÕ cña lß xo
x = 249308118822 ,.
.,.
dFC
(N/mm2)
VËy x < [x] =580 N/mm2 do ®ã lß xo chän tho¶ m·n yªu cÇu kh«ng
vît qu¸ øng suÊt xo¾n cho phÐp.
4. Lß xo nh¶ Cã hai lß xo nh¶
Lùc lß xo nh¶ ®Çu ph¶i th¾ng ®îc khèi lîng phÇn ®éng vµ t¹o ra lùc Ðp tiÕp
®iÓm thêng ®ãng.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 25 - TB§-§T1
Fnh® = Kdt(G® + Ft®ct® )
Trong ®ã:
Kdt: HÖ sè dù tr÷ Kdt= 5,12,1 Chän Kdt=1,2 G®: Träng lîng phÇn ®éng. Trong ch¬ng II m¹ch vßng dÉn ®iÖn
ta ®· chän G®=1,75 (N)
Ft®ct®: Lc Ðp tiÕp ®iÓm cuèi thêng ®ãng(2 tiÕp ®iÓm thêng ®ãng)
Ft®ct® = 2.2.Ft®p = 2.2.1,1 = 4,4 (N)
Fnh® = 1,2.(1,75 +4,4) = 7,4 (N) Do cã hai lß xo nh¶ nªn lùc lâ xo nh¶ cho mçi lß xo :
Fnh®1= 247,
=3,7 (N)
Lùc lß xo nh¶ cuèi
Fnhc1= 1nhdF)25,1( VËy ta chän Fnhc1=1,5.Fnh®1=1,5.3,7 = 5,55 (N)
§êng kÝnh d©y lß xo lµ :
dlxnh = ][
C.F8
x
Trong ®ã
F: lùc kÐo nÐn cho 1 lß xo
F = Fnhc1= 5,55 (N)
C: chØ sè lß xo, chän C=10
dlxnh = )(,..,.
][
. mmCF
x
nhc 50580
1055588 1
§êng kÝnh lß xo Dlxnh = C. dlxnh = 10.0,5= 5 (mm)
Sè vßng lµm viÖc
Wlxnh = 1
3
lxnh
4lxnh
F.D8
f.d.G
Trong ®ã:
F1: Lùc lß xo ph¶i sinh ra trong ®o¹n f
F1=Fnhc1- Fnh®1=5,55 – 3,7 = 1,85 (N)
f: §é lón cña lß xo.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 26 - TB§-§T1
f=l+m= 2+5 = 7 (mm)
Wlxnh= ,,...,.. 918
851587501080
3
43
(vßng) 19(vßng)
Bíc lß xo tk = dlxnh= 0,5 (mm)
tn = dlxnh + (mm) ,, 87019750
lxnhWf
ChiÒu dµi kÕt cÊu lk = dlxnh.Wlxnh = 0,5.19 =9,5 (mm)
ln = Wlxnh.tn + 1,5.dlxnh = 19.0,87+ 1,5.0,5 = 17,28 (mm)
øng suÊt xo¾n thùc tÕ cña lß xo
x = 356550105558822 ,,.
.,.
.
..
lxnhdCF
N/mm2
VËy x < [x] =580 N/mm2 do ®ã lß xo chän tho¶ m·n yªu cÇu kh«ng vît
qu¸ øng suÊt xo¾n cho phÐp.
II. §Æc tÝnh c¬ 1. LËp s¬ ®å ®éng
Ta xÐt c«ng t¾c t¬ lµm viÖc trong t thÕ bÊt lîi nhÊt, ®ã lµ t thÕ bÞ l¾p ngîc
Khi n¾p nh¶ δ = δcn + l + m = 7,05 (mm)
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 27 - TB§-§T1
Khi n¾p hót δ = δcn= 0,05 (mm)
2. TÝnh to¸n c¸c lùc a. Lùc Ðp tiÕp ®iÓm chÝnh
Do c«ng t¾c t¬ cã ba pha, mçi pha cã hai chç ng¾t nªn
Lùc Ðp tiÕp ®iÓm cuèi Ft®c = 2.3.Ft® = 6.2,75 = 16,5 (N)
Lùc Ðp tiÕp ®iÓm ®Çu Ft®® = 0,7.Ft®c = 0,7.16,5= 11,55 (N)
b. Lùc Ðp tiÕp ®iÓm phô thêng ®ãng Do 1 tiÕp ®iÓm phô cã 2 chç ng¾t vµ c«ng t¾c t¬ cã 2 tiÕp ®iÓm phô nªn
Lùc Ðp tiÕp ®iÓm cuèi Ft®ct® = 2.2.Ft®p = 4.1,1 = 4,4 (N)
Lùc Ðp tiÕp ®iÓm ®Çu Ft®®t® = 0,5.Ft®ct® = 0,5.4,4 = 2,2 (N)
c. Lùc Ðp tiÕp ®iÓm phô thêng më Lùc Ðp tiÕp ®iÓm ®Çu
Ft®®tm = Ft®dt® = 2,2 (N)
Lùc Ðp tiÕp ®iÓm cuèi : Ft®ctm = Ft®ct® = 4,4 (N)
d. Lùc 2 lß xo nh¶ Lùc lß xo nh¶ ®Çu
Fnh® = Kdt(G® + Ft®ct® ) =1,2.(1,75 +4,4) = 7,4 (N)
Lùc lß xo nh¶ cuèi Fnh c = 1,5.Fnh ® = 11,1 (N)
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 28 - TB§-§T1
3. §Æc tÝnh c¬
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 29 - TB§-§T1
Ch¬ng IV TÝnh to¸n vµ kiÓm nghiÖm nam ch©m ®iÖn
I. Kh¸i niÖm Nam ch©m ®iÖn ®îc sö dông ngµy cµng rÊt réng r·i mµ kh«ng mét lÜnh vùc
ngµnh kü thuËt nµo kh«ng sö dông nã. NhiÖm vô chñ yÕu cña nam ch©m ®iÖn lµ
bé phËn sinh lùc ®Ó thùc hiÖn c¸c chuyÓn dÞch tÞnh tiÕn hay chuyÓn quay hoÆc
sinh lùc h·m.
Trong mçi lÜnh vùc kh¸c nhau th× cã nh÷ng lo¹i nam ch©m kh¸c nhau vÒ h×nh
d¸ng, kÕt cÊu, øng dông. C¸c qóa tr×nh vËt lý x¶y ra trong nam ch©m ®iÖn rÊt
phøc t¹p, thêng ®îc m« t¶ b»ng c¸c ph¬ng tr×nh vi ph©n tuyÕn tÝnh. V× vËy
viÖc tÝnh to¸n nam ch©m ®iÖn thêng ®îc dùa theo c¸c c«ng thøc gÇn ®óng, ®¬n
gi¶n sau ®ã míi kiÓm nghiÖm l¹i theo c«ng thøc lý thuyÕt, dÉn tíi bµi to¸n tèi
u.
§èi víi c«ng t¾c t¬, nam ch©m ®iÖn lµ c¬ cÊu sinh lùc ®Ó thùc hiÖn tÞnh tiÕn
®èi víi c¬ cÊu chÊp hµnh lµ hÖ thèng c¸c tiÕp ®iÓm.
II. TÝnh to¸n thiÕt kÕ nam ch©m ®iÖn 1. X¸c ®Þnh Kkc
Theo ®Æc tÝnh c¬ ta chän ®iÓm A lµ ®iÓm tíi h¹n täa ®é A(2,05.10 –3 ;23) Lùc ®iÖn tõ tÝnh to¸n lµ
F®ttt = K.Fth Trong ®ã
K: lµ hÖ sè dù tr÷ 3,11,1K chän K = 1,1 Fth : lùc c¬ t¹i ®iÓm A
F®ttt = 1,1. 23 = 25,3 (N) Theo c«ng thøc 5-2 (TL1.T188) hÖ sè kÕt cÊu lµ
)/(,.,
,K / mN
F
th
dtttkc
213 6245310052
325
Theo b¶ng 5-2 (TL1.T188) Kkccp =630 ®Õn 6300 N1/2/m Kkc n»m trong
kho¶ng cho phÐp.
2. Chän vËt liÖu dÉn tõ
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 30 - TB§-§T1
Do lµ nam ch©m ®iÖn xoay chiÒu nªn ta chän vËt liÖu thÐp silic ®ã lµ thÐp l¸
kü thuËt hîp kim t¨ng cêng theo b¶ng 5-3 (TL1-T191)
M· hiÖu 31 Lùc tõ ph¶n kh¸ng HC 4,032,0 A/cm Tõ c¶m d Bd 2,18,0 T Tõ c¶m b·o hoµ Bδ 2 T
§é tõ thÈm µ 250 H/m §é tõ thÈm cùc ®¹i µmax 70006000 H/m §iÖn trë suÊt 50.10-8 Wcm Khèi lîng riªng 7,65 g/cm3 Thµnh phÇn cacbon 0,025%
Tæn hao tõ trÔ khi b·o hoµ 3cm/mJ15,0
Tõ c¶m lâi thÐp 0,6 T
ChiÒu dµy l¸ thÐp 0,5 mm
3. Chän tõ c¶m, hÖ sè tõ rß , hÖ sè tõ c¶m Ta cã Bδth n»m trong kho¶ng )T(7,04,0 chän Bδth = 0,5 (T) HÖ sè tõ rß σr = 1,3 2 chän σr = 1,5 HÖ sè tõ t¶n σt = 1,2
4. TÝnh tiÕt diÖn lâi m¹ch tõ F®ttt ë trªn lµ cña ba khe hë kh«ng khÝ cho nªn
NFF dtttdtttlâi 65122325
2,
,
Theo c«ng thøc 5-8 (TL1.T204) th× TiÕt diÖn lâi cña nam ch©m ®iÖn lµ
)(.,,..,
,
..,24
2424 1054250109196512
10919m
BFS dtttlõilâi
Slâi = 254 (mm2)
Trong ®ã Slâi lµ diÖn tÝch cùc tõ gi÷a
mµSlâi = a.b
chän b= 0,9.a Slâi= 0,9.a2
)(,,,
mm81690
25490
Sa lõi
Ta chän a =17 (mm)
b = 0,9a = 0,9.17 = 15,3 (mm)
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 31 - TB§-§T1
LÊy b = 16 (mm)
Theo c«ng thøc 5-11 (TL1) th× ChiÒu réng thùc sù cña lâi
)()(,,
' mmmmKbbc
178416950
16
Trong ®ã
Kc hÖ sè Ðp chÆt cña lâi thÐp. Kc = 0,9 vµ 0,95, ta chän Kc = 0,95
Sè l¸ thÐp kÜ thuËt ®iÖn
3450
17
,
'bN (tÊm)
KÝch thíc cùc tõ bªn khi kh«ng cã vßng ng¾n m¹ch
a’ = )(, mma 582
172
KÝch thíc cùc tõ bªn khi cã vßng ng¾n m¹ch
a’’ =a’ +2 =8,5 + 2.1,5 =11,5 (mm)
VËy ta cã cùc tõ bªn
a’ =11,5 (mm)
b =16 (mm)
5. X¸c ®Þnh kÝch thíc cuén d©y Theo c«ng thøc 5-18(TL1.T209). Søc tõ ®éng cña cuén d©y
(IW)t® = (IW)nh + (IW)h (A.vßng)
Trong ®ã
(IW)nh: søc tõ ®éng cña khe hë kh«ng khÝ lµm viÖc khi phÇn øng
hë
(IW)h: søc tõ ®éng kh«ng ®æi khi khe hë kh«ng khÝ lµm viÖc
Theo c«ng thøc 5-19(TL1.T209)
(IW)nh = O
nh.B
Trong ®ã
nh : tæng khe hë kh«ng khÝ lµm viÖc nh = 2.nh = 2.2,05.10
-3 =4,1.10 -3 (m)
(IW)nh = 632110..410.1,4.5,0
7
3
(A.vßng)
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 32 - TB§-§T1
Theo c«ng thøc 5-20(TL1.T210)
(IW)h = O
hrth ..B
Trong ®ã
r : hÖ sè tõ rß , r = 1,5 h : khe hë kh«ng khÝ ë tr¹ng th¸i hót
h = 2cn + cd + ht =0,2 0,5 mm Chän h = 0,2
(IW)h= 12010..410.2,0.5,1.5,07
3
(Avßng)
(IW)t® = 1632 + 120 = 1752 (A.vßng) Theo c«ng thøc 5-21(TL1.T219), ta cã hÖ sè béi sè dßng ®iÖn
KI = 6,14120
1752
)IW(
)IW(
h
td
tho¶ m·n yªu cÇu KI = 4 15 Theo c«ng thøc 5-24 (TL1) , diÖn tÝch cuén d©y
Scd = .jK.K.K.K
)IW.(K
Ilđqtminu
tdmaxu
Trong ®ã
KUmax : HÖ sè tÝnh ®Õn ®iÖn ¸p nguån t¨ng mµ NC§ vÉn lµm viÖc .
Chän Kumax = 1,1
KUmin : HÖ sè tÝnh ®Õn ®iÖn ¸p nguån gi¶m mµ NC§ vÉn lµm viÖc .
Chän Kumin = 0,85 .
Kqt: HÖ sè qu¸ t¶i dßng ®iÖn ë chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n Kqt = 1.
J : MËt ®é dßng ®iÖn trong cuén d©y ë chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n ,
thêng j = 2 4 A/mm2 . Chän j = 3 A/mm2
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 33 - TB§-§T1
Kl® : HÖ sè lÊp ®Çy cuén d©y , Kld = 0,3 0,6 . Chän Kl® = 0,55
Scd = )1(mm,946,14.3.55,0.1.85,0
1752.1,1 2
Tõ diÖn tÝch cuén d©y, chän hÖ sè h×nh d¸ng Khd = 2b
h
cd
cd
bcd = )mm(7)(mm85,621,94
2
S cd
hcd = 2.bcd = 2.7 = 14 (mm) VËy kÝch thíc cña cuén d©y lµ
bcd =7 mm
hcd =14 mm
6. KÝch thíc m¹ch tõ
BÒ réng cña sæ m¹ch tõ 54321cdcs bc
Trong ®ã chän
1 = 0,5 mm khe l¾p r¸p giòa cuén d©y vµ lâi. 2 = 1,5 mm bÒ dµy khung. 3 = 0,5 mm bÒ dµy c¸ch ®iÖn cuén d©ytrong cuén d©y. 4 = 0,5 mm chiÒu dÇy lãt c¸ch ®iÖn ngoµi cuén d©y.
a/2 a
b
c
h®
hn
5
4
3 2
1
bcd
h cd
h l
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 34 - TB§-§T1
5 = 5,0 mm kho¶ng c¸ch bÒ ngoµi ®Õn cùc tõ bªn. bcd = 7 mm chiÒu réng cuén d©y.
ccs= 7+ 0,5 +1,5 +0,5 +0,5 +5 = 15 (mm) ChiÒu cao cña sæ m¹ch tõ
hcs = hcd + 22 + 6 Trong ®ã
hcd = 14 mm chiÒu cao cuén d©y
6 = 5 mm kho¶ng c¸ch mÆt trªn cuén d©y ®Õn n¾p m¹ch tõ ®éng hcs = 14 +2.1,5 +5 = 22 (mm)
DiÖn tÝch n¾p m¹ch tõ Sn = 0,6.Slâi = 0,6.254 = 152,4 (mm
2)
hn = )()(,, mm10mm539
164152
bSn
DiÖn tÝch ®¸y m¹ch tõ S® = 0,5.Slâi = 0,5.254 = 127 (mm
2)
h® = )(,7 mm9416127
bSd
LÊy h®8 mm
ChiÒu cao m¹ch tõ H = hcs + h® + hn
H = 22 + 8 + 10= 40 (mm)
III. TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm nam ch©m ®iÖn 1. S¬ ®å thay thÕ m¹ch tõ
Bá qua tõ trë s¾t tõ ( Fe >> ) , ta cã m¹ch tõ ®¼ng trÞ
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 35 - TB§-§T1
1 10 1t
2 20 2 t
3 30 3t
G G G
G G G
G G G
13 1 3
e r1 r2
G G G
G G G
13 2
13 2
G .GG
G G
G = G + Gr
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 36 - TB§-§T1
2. TÝnh tõ dÉn khe hë kh«ng khÝ Dïng ph¬ng ph¸p ph©n chia tõ trêng ®Ó tÝnh tõ dÉn qua khe hë
kh«ng khÝ. Ta chia ra lµm 17 h×nh. Mét khèi h×nh hép ch÷ nhËt víi c¸c c¹nh a, b vµ chiÒu cao
G0 = b.a.0
Hai nöa khèi trô ®Æc cã ®êng kÝnh , chiÒu dµi a, tõ dÉn cña mçi h×nh lµ G1 = 0,26.0.a
Hai nöa khèi trô ®Æc cã ®êng kÝnh , chiÒu dµi b, tõ dÉn cña mçi h×nh lµ G2 = 0,26.0.b
Hai nöa trô rçng víi ®êng kÝnh trong , ®êng kÝnh ngoµi ( + 2m), chiÒu dµi a, tõ dÉn mçi h×nh lµ
G3 = )1
m.(
a.2.0
chän víi m = 0,1.
G3 = a058,0)1
1,0..(
a.2.0
0
Hai nöa trô rçng víi ®êng kÝnh trong , ®êng kÝnh ngoµi ( + 2m), chiÒu dµi b, tõ dÉn mçi h×nh lµ
G4 = )1
m.(
b.2.0
G4 = b.058,0)1
1,0..(
10.b.2.0
3
0
Bèn h×nh 1/4 cÇu ®Æc víi ®êng kÝnh , tõ dÉn cña mçi h×nh lµ G5 = 0,0770.
Bèn h×nh 1/4 cÇu rçng víi ®êng kÝnh trong . ®êng kÝnh ngoµi ( + 2m), tõ dÉn mçi h×nh lµ
G6 = 4
.1,0.
4
m. 00
= 0,025.0.
V× tÊt c¶ c¸c tõ dÉn nµy song song víi nhau nªn tõ dÉn tæng G2 ë khe hë
kh«ng khÝ sÏ lµ tæng cña 17 tõ dÉn trªn
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 37 - TB§-§T1
G = Gδ0 + 2.( G1 + G2 + G3 + G4) +4.( G5 +G6)
G = )025,0077,0(4)b058,0a058,0b26,0a26,0(2ab
ooo
G =
oo
o 408,0)ba(636,0ab
Tõ dÉn khe hë kh«ng khÝ ë cùc tõ gi÷a G2 víi a =17 mm, b= 16 mm
oo3
6o
2 408010161763601017
G ,)..(,.16.
.,,.,.
oo
4o
2 4080021010722
G
Tõ t¶n khe hë kh«ng khÝ ë lâi lµ G2t = 2(G1 + G2 +G3 +G4 ) +4(G5 +G6 )
G2t = 0,019 0 +0,4080
Tõ dÉn khe hë kh«ng khÝ ë cùc tõ bªn G1 víi a = 8,5 mm, b = 16 mm
oo
6
o1 408016586360101658G ,),(,..,
0o
4o
1 40800156010361
G ,,.,.
mµ G3 = G1
G13 = G1 + G3 = 2.G1
G13 =
oo
4o 816003120
10722,,
.,.
Tõ dÉn tæng cña ba khe hë kh«ng khÝ lµ
22410522010445331098210788104211047
GGGG
G 244322458
0132
1323.,.,..,
.,0..,..,..,.,.
.
Tõ dÉn rß Chia lâi cùc tõ lµm hai phÇn b»ng nhau. Tõ dÉn ®îc tÝnh b»ng ph¬ng
ph¸p ph©n chia tõ trêng.
a/2 a/2 b
c
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 38 - TB§-§T1
SuÊt tõ ®Én cña khèi ch÷ nhËt c¹nh 1, b vµ chiÒu cao ccs
g0 = oocs
o 111516
cb1
,..
Hai nöa trô ®Æc chiÒu dµi 1, ®êng kÝnh ccs , mçi khèi cã suÊt tõ dÉn lµ
g1 = 026,0
Hai nöa trô rçng chiÒu dµi1, ®êng kÝnh ccs , mâi khèi cã suÊt tõ dÉn lµ
g2 = )1
mc
(
1.2
cso
mµ m =
2
a
g2 = oo 2301
1715212
,)
..(
.
VËy suÊt tõ dÉn tæng gr = g0 +2(g1 +g2 )
gr = µ0 [1+2.(0,26 + 0,23)] = 1,98.µ0
VËy tõ rß qui ®æi lµ
Gr1 = 3
1.gr.hcs
Gr1= 31
.1,98.µ0.22.10-3 =1,82.10-8 (H)
Ta l¹i cã Gr2 = Gr1 nªn tæng tõ rß lµ Gr = Gr1 + Gr2 = 2.Gr1 = 2.1,82.10
–8= 3,64.10-8 (H)
Tõ dÉn G G = G + Gr
§¹o hµm tõ dÉn tæng
d
dG
d
dG
d
)GG(d
d
dG rr
v× Gr = const nªn
213
213
GG
G.G
d
d
d
dG
d
dG
02324
65443526911
224105220104454090033010581058103911078710034
ddG
.).,.,..,(
.,.,..,..,..,..,.,
HÖ sè tõ t¶n , tõ rß
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 39 - TB§-§T1
HÖ sè tõ t¶n : t =20
2
20
2
G
G
HÖ sè tõ rß : r =
G
G11 r
2
r
2
r2
2
KÕt qu¶ tÝnh to¸n
δ(mm) 0,05 1,05 2,05 3,05 4,05 5,05 6,05 7,05
Gδ2.10-6 6,86 0,35 0,19 0,14 0,13 0,096 0,086 0,078
Gδ20.10-6 6,83 0,32 0,17 0,11 0,08 0,067 0,056 0,048
t 1,004 1,09 1,12 1,27 1,63 1,43 1,54 1,63
Gr.10-8 3,64 3,64 3,64 3,64 3,64 3,64 3,64 3,64
GδΣ.10-8 344 18 10 7,3 5,9 5,1 4,8 4,2
r 1,01 1,2 1,36 1,5 1,62 1,71 1,76 1,87
610.d
dG
60000 134 36 16 8,9 5,6 4 2,9
Nh vËy t¹i ®iÓm tíi h¹n = 2,05 mm , hÖ sè rß r = 1,36 mµ ë trªn ta chän r= 1,5 tháa m·n.
3. TÝnh tõ th«ng
d
dG.
G.2
.KF
2
thhtb mµ Fhtb = )(,
, N65122
3252
Fdttt
th =4
6
282htb 1041
1036250101026512
ddG
K
G2F
.,..,
)..(.,
.(Wb)
VËy tõ c¶m tíi h¹n lµ
Bth = )(,..
., T5150101617
1041S 6
4
lâi
tb
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 40 - TB§-§T1
Bth = 0,515 T trong khi ta chän Bth = 0,5 T. Nh vËy sai sè lµ 0,015 T chÊp
nhËn ®îc.
4. TÝnh sè vßng d©y Sè vßng d©y nam ch©m ®iÖn ®îc tÝnh theo c«ng thøc trang (284 TL1)
W = tb0
irdmminu
.f.44,4
k.U.k
Trong ®ã
Kir : hÖ sè tÝnh ®Õn ®iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn trë cña cuén d©y , khi phÇn
øng bÞ hót KIR =0,900,96. Chän KIR= 0,95 U®m : ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña cuén d©y U®m = 220V
KUmin : hÖ sè tÝnh ®Õn sôt ¸p , KUmin = 0,85
f = 50 Hz 4
rththtb0 1091.σ .,.1,361,4.10 -4 (Wb)
W= 4250109150444950220850
4 .,..,,..,
(vßng)
5. TÝnh ®êng kÝnh d©y TiÕt diÖn cña d©y dÉn lµ
)m(,..,. 2cdcdld m0130
4250147550
WhbK
q
§êng kÝnh d©y dÉn
d =
01304q4 ,.= 0,12 (mm)
Tra b¶ng 5-8(TL1) chän d©y cã ®êng kÝnh khi kh«ng cã c¸ch ®iÖn lµ d =
0,12 mm. Chän ®êng kÝnh d©y cã c¶ c¸ch ®iÖn lµ d = 0,14 mm
KiÓm nghiÖm l¹i hÖ sè lÊp ®Çy cña cuén d©y kl®
49041471204250
hbqWK
2
cdcdld ,..
,..
.
.
VËy hÖ sè lÊp ®Çy cña cuén d©y n»m trong kho¶ng cho phÐp.
6. TÝnh to¸n vßng ng¾n m¹ch §Ó chèng rung cho phÇn ®éng cña NC§ do lùc ®Ëp m¹ch g©y nªn. ta ®Æt vßng
ng¾n m¹ch ë hai bªn trô bªn.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 41 - TB§-§T1
Sè vßng ng¾n m¹ch Wnm = 1 vßng. Lùc hót ®iÖn tõ trung b×nh ë khe hë lµm viÖc khi kh«ng cã vßng ng¾n m¹ch
ë tr¹ng th¸i hót cña phÇn øng.
tn
2
tb4
tbh S10.9,19F
Trong ®ã
Φtb: Tõ th«ng trung b×nh ë khe hë lµm viÖc khi phÇn øng hót ®îc
rh
tbhtb .2
rh: HÖ sè tõ dß khi phÇn øng hót ( = 0,05 mm) ta cã rh = 1,004.
tb = 5
4
1046900412109 .,,.
.,1(Wb)
Stn: DiÖn tÝch tæng trong vµ ngoµi vßng ng¾n m¹ch.
Stn =a’.b = 8,5.16 =136 (mm2)
Ftbh = )(.).,(
.., N13101361046910919 6
254
TØ sè fl cña lùc ®iÖn tõ bÐ nhÊt vµ trÞ trung b×nh cña lùc ®iÖn tõ khi kh«ng cã vßng ng¾n m¹ch.
tbh
minl F
Ff
mµ Fmin = Fc¬q® = )(,,.,.. max N28975331141FK
41
codt
71013289f1 ,
,
Tû sè gi÷a diÖn tÝch cùc tõ ngoµi vµ trong vßng ng¾n m¹ch
St Sn
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 42 - TB§-§T1
t
n
S
S = 0,5
§iÖn trë cña vßng ng¾n m¹ch
2
12
1
1
h
tn0nm f4.2f3
f4.
Sr
223
67
nm 7104271037104
1005010136104502r ,
,.
,..
.,
......
rnm = 3,34.10-4 ()
Gãc lÖch pha gi÷a tõ th«ng ngoµi vµ tõ th«ng trong khi sè vßng ng¾n m¹ch Wnm = 1 lµ :
nm
h
t
nm
t
r
S.
r
G.tg
Trong ®ã St: DiÖn tÝch cùc tõ trong vßng ng¾n m¹ch
St = 79013632S
32
tn ,. (mm2)
tg = 121034310050
1079010450243
67
,.,..,
.,......
= 64,50
Gãc lÖch pha cho phÐp tõ 500 ®Õn 800. Nh vËy 64,50 lµ tho¶ m·n lÝ thuyÕt.
Tõ th«ng t vµ n ®îc tÝnh nh sau
Chän 16,15,64cos
5,0
cosC
O
Tõ th«ng trong vßng ng¾n m¹ch.
)(.,,cos.,.,
.,
cos..Wb10175
5641612161110469
C2C15
O2
5
2
tbt
Tõ th«ng ngoµi vßng ng¾n m¹ch.
n = C. t = 1,16.5,17.10-5 = 6.10-5 (Wb)
Tõ c¶m ë khe hë vïng ngoµi vßng ng¾n m¹ch
n
nn S
B
Trong ®ã
Sn: diÖn tÝch cùc tõ ngoµi vßng ng¾n m¹ch
Sn = 0,5. St = 0,5.90,7 = 45,35 (mm2)
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 43 - TB§-§T1
b
d
St ∆ St
ltb
Bn 1,6(T))(,.,
.
T3231103545
1066
5
VËy Bn tho¶ m·n yªu cÇu
C¸c lùc Lùc ®iÖn tõ phÝa ngoµi vßng ng¾n m¹ch
)(,
.,
..,.., N815
10354510610919
S10919F 6
254
n
2n4
tbn
Lùc ®iÖn tõ phÝa trong vßng ng¾n m¹ch
)(,
.,
.,.,.., N865
107901017510919
S10919F 6
254
t
2t4
tbt
Lùc ®iÖn tõ cùc ®¹i
2cos.F.F.2FFF tbntbt2tbn
2tbtmax
Fmax = )(,),.cos(.,.,.,, N941256428158652815865O22
Lùc ®iÖn tõ trung b×nh
Ftb = Ftbt + Ftbn = 5,86 + 15,8 = 21,66 (N)
Lùc ®iÖn tõ nhá nhÊt )(,,,maxmin N72894126621FFF tb
Lùc ®iÖn tõ nhá nhÊt khi hót lµ
F = 4.Fmin = 4.8,72 = 34,88 (N)
Nh vËy lùc ®IÖn tõ nhá nhÊt F = 34,88 N > F max0c =33,75 N tho¶ m·n yªu
cÇu.
Tû sè gi÷a lùc trung b×nh vµ lùc bÐ nhÊt
P = 4827286621
FFtb ,
,
,
min
7. TÝnh to¸n vßng ng¾n m¹ch
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 44 - TB§-§T1
∆=1,5 mm
b=16 mm
DiÖn tÝch trong vßng ng¾n m¹ch: St= 90,7 mm2
C¹nh d )(,, mm7516
790bS
d t
ChiÒu dµi trung b×nh cña vßng ng¾n m¹ch ltb=2(b+d+∆v)=2(16+5,7+2x1.5) = 49,4 (mm)
Khi lµm viÖc nhiÖt ®é vßng ng¾n m¹ch cã thÓ ®¹t tíi 200-2500 C. Nªn ®iÖn trë suÊt cña vßng ng¾n m¹ch t¹i 2250 C lµ
Vßng ng¾n m¹ch ®îc lµm b»ng ®ång nªn cã 20= 0,00158.10-3 (Wmm)
)(.,)).(,.(., mm10972202250043011001580 53225
VËy tiÕt diÖn vßng ng¾n m¹ch
)(,.,
,.., 24
5
nm
tb225 mm39410343
44910972r
lS
VËy chiÒu dµy vßng ng¾n m¹ch
)(,,
, mm93251394Sh
Tæn hao trong vßng ng¾n m¹ch
)(,
.,..,
..,
..
.5-
min
max
5,17.10..W660
103432850
211
r2KKrIP 42
2
nm2u
2tu
nm2nmnm
50
Dßng ®iÖn trong vßng ng¾n m¹ch Pnm =I
2nm
. rnm
Inm = )(,.10,,
4-A4544
343660
rP
nm
nm
8. TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm cuén d©y
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 45 - TB§-§T1
ChiÒu dµi trung b×nh cña cuén d©y
ltb = 2b2ba2ba2 cd ]..).([).(
= 2
72117216172 ]..)6([).( = 88 (mm)
§iÖn trë suÊt cña ®ång ë nhiÖt ®é ph¸t nãng cho phÐp = 95 0C(cÊp c¸ch ®iÖn A)
95 = 20[1 + ( - 20)]
= 1,74.10-8[1 + 0,0043(95 - 20)] = 2,3.10-8 (m)
§iÖn trë cña cuén d©y
q
W.lR tb120cd
Rcd = )( ,.
,
..8.,
584760
104120
425010810326
2
38
§iÖn kh¸ng cña cuén d©y Xcd= W
2.GΣ.ω
Trong ®ã
GΣ: tõ dÉn tæng cña m¹ch tõ khi δ= δmin= 0,2 mm (cã kÓ c¶ khe hë
chèng dÝnh)tøc khi cuén d©y ®ang lµm viÖc khi ®ã GδΣ= 87,11.10-8
GΣ=GδΣ + Gr=87,11.10-8 + 3,64.10-8=9,75.10-7
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 46 - TB§-§T1
Xcd = 42502.9,75.10-7.2.Π.50 = 5532,64(W)
Tæng trë cña cuén d©y Zcd=
2cd
2cd XR =
22584760 )5532,64(),( = 5584,67(W) Dßng ®iÖn trong cuén d©y
Icd =cdZ
U=
675584220
,= 0,039(A)
C«ng suÊt tiªu thô cña cuén d©y P = I2cd.Rcd = (0,039)
2 .760,5841,16 (W)
Theo c«ng thøc Newton , ®é t¨ng nhiÖt trong cuén d©y b»ng :
= tnT S.K
P
Trong ®ã
KT: HÖ sè to¶ nhiÖt KT = 15 W/m2.0C (b¶ng 6-5 TL1)
Stn: diÖn tich táa nhiÖt
Stn = Sngoµi= hcd .[2(a + b) + 2..bcd ] Stn= 14.[2.(17+ 16) + 2. .7] =1545 (mm
2)
= C055010154515
O6 ,..
1,16
= mt + = 40 +50,05 = 90,05 OC < [ ]cp = 95
OC
VËy cuén d©y tho¶ m·n vÒ nhiÖt.
9. TÝnh vµ dùng ®Æc tÝnh lùc ®iÖn tõ
Theo c«ng thøc 4-50 (TL1) , lùc hót ®iÖn tõ trung b×nh ®îc tÝnh :
d
dG.
G2.K2FF
2
2
htbdt v× 0ddG r
Víi ba trêng hîp U =0,85.U®m (KU = 0,85)
U = U®m (KU = 1)
U = 1,1.U®m (KU = 1,1)
Trong ®ã
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 47 - TB§-§T1
K = 0,25 víi F tÝnh b»ng Newton
r
tb
mµ tb = W.f.44,4
kU.K ØdkU
KU = 0,85 425050444950220850
tb ..,
,.., 1,88.10 4 (Wb)
KU = 1 4250504449502201
tb ..,
,.. 2,21.10 4 (Wb)
KU = 1,1 42505044495022011
tb ..,
,.., 2,43.10 4 (Wb)
KÕt qu¶ tÝnh ®îc ta cã
d(mm) 0,05 1,05 2,05 3,05 4,05 5,05 6,05 7,05
σr 1,01 1,2 1,36 1,5 1,62 1,71 1,76 1,87
GδΣ.10-8 344 18 10 7,3 5,9 5,1 4,8 4,2
610.d
dG
58348 134 36 16 8,9 5,6 4 2,9
δ1.10-4 1,61 1,34 1,16 1,07 0,99 0,93 0,89 0,86
δ2.10-4 1,89 1,57 1,36 1,25 1,16 1,09 1,04 1,01
δ3.10-4 2,08 1,72 1,5 1,37 1,27 1,2 1,14 1,11
Fdt1 59,9 33,2 21,7 14,9 10,6 7,8 6,4 5,2
Fdt2 82,5 45,6 29,7 20,3 14,5 10,6 8,7 6,9
Fdt3 99,9 54,8 36,2 24,4 17,4 12,9 10,4 8,3
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 48 - TB§-§T1
H×nh díi ®©y ta chØ vÏ ®êng cong biÓu diÔn lùc hót ®iÖn tõ øng víi Kumin=
0,85. Tõ h×nh vÏ ta thÊy ®êng cong lùc hót ®iÖn tõ kh«ng c¾t ®êng ®Æc tÝnh
c¬ nam ch©m ®iÖn ®¹t yªu cÇu. V× vËy øng víi Kumin= 1 vµ 1,1 th× nam ch©m ®iÖn còng sÏ ®¹t yªu cÇu.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 49 - TB§-§T1
1,75
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4 5 6 7 8
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 50 - TB§-§T1
Ch¬ng V TÝnh vµ kiÓm nghiÖm buång dËp hå quang
I. VËt liÖu Nh ë ch¬ng chän kÕt cÊu vµ thiÕt kÕ s¬ bé ta ®· chän buång dËp hå quang
kiÓu dµn dËp. Nªn sau ®©y ta sÏ chän vËt liÖu lµm buång dËp vµ c¸c tÊm dËp
1. VËt liÖu lµm vá buång dËp hå quang §èi víi vËt liÖu lµm vá buæng dËp hå quang ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau
TÝnh chÞu nhiÖt cao. §¶m b¶o tÝnh c¸ch ®iÖn vµ chèng Èm. Nh¸m bÒ mÆt bªn trong thµnh buång dËp. §Ó ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu trªn ta chän vËt liÖu lµm vá buång dËp hå quang
Xim¨ng Ami¨ng cã Ký hiÖu: OCT 8697-58
2. VËt liÖu lµm c¸c tÊm dËp Thêng ®îc lµm b»ng thÐp Ýt cacbon, c¸c tÊm ®óc b»ng khu«n m¹ mét líp
®ång ®Ó b¶o vÖ chèng rØ
II. TÝnh to¸n vµ kiÓm nghiÖm Chän kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tÊm dËp lµ δt= 2,5 mm, bÒ dµy cña tÊm dËp lµ ∆t= 1 (mm).
Gi¸ trÞ biªn ®é cña ®iÖn ¸p phôc håi theo c«ng thøc ( 3-26 TL1)
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 51 - TB§-§T1
Uphmax=Ung¾tmax= sin.K.3
U.2.1,1sd
dm
Trong ®ã
Udm: ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña líi Udm=440 V
φ: gãc lÖch pha gi÷a dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p sin= 0,6 Ksd: hÖ sè s¬ ®å, v× buång dËp hå quang nµy tÝnh cho mçi mét tiÕp
®iÓm chÝnh nªn Ksd= 0,865
Uphmax=Ung¾tmax= 6086503440
,.,..21,1.
=205 (V)
TÇn sè dao ®éng riªng cña m¹ch ng¾t theo c«ng thøc ( 3-30 TL1)
f0= )P.BA.(U
3804
3
dm
dm
Trong ®ã
Pdm: c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬
Pdm= cos.IU.3 dmdm )(,)(,,... KW71713W81371780184403Pdm
A=15000
B=3000
)(,),..(3
0 Hz553142171713300015000440380f 4
Tèc ®é t¨ng trung b×nh cña ®iÖn ¸p phôc håi theo c«ng thøc ( 3-27 TL1)
nguån0bd
t
ph U.f.K.2d
dU
Trong ®ã
Kbd: hÖ sè biªn ®é
Kbd= ,47max 0
440205
UU
nguån
ph
6ph 13.10.,.,.dU
44055314214702d t
§é bÒn ®iÖn phôc håi t.KUU t
0
phph
Trong ®ã
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 52 - TB§-§T1
0
phU : ®é bÒn ®iÖn phôc håi ban ®Çu ë thêi ®iÓm dßng ®iÖn xoay
chiÒu qua trÞ sè kh«ng 0
phU = 6,0nU0
t = (72 + 0,72.δt ). 6,0n víi n=2 lµ sè chç ng¾t
0phU = )V(32,876,02).5,2.72,072(
Kt: tèc ®é t¨ng ®é bÒn phôc håi
Kt= 6,0n.K0
t
Víi )273T40.(I.2
10.)].7,5I(820[K
ng
6
tng
2
t0
t
Ing: dßng ®iÖn ng¾t Ing=3.Idm= 3.18 = 54 (A)
T: nhiÖt ®é cña tÊm dµn dËp
T= C75306200540180293zI0180293 0ng ,..,..,
2512332592737530640542
101755452820K62
0t ,
),.(.
.)].,.(,[
(V/s)
Kt= 1459212602251233259 ,., (V/s) VËy t14592123287U ph .,
X¸c ®Þnh sè tÊm dËp theo qu¸ tr×nh kh«ng dao ®éng cña ®iÖn ¸p phôc håi theo c«ng thøc (3-54 TL1)
2
đm0hp
0ph
2
đmđm2đmđm
td K.0,35.UUK.UKln-1.KU.K
6,0n
Trong ®ã
Kdm: hÖ sè ®Þnh møc
35,08,01.865,0.9,0cos1.K.9,0K sddm
1300
K.L.IK
o
t3
2
ng
2
Víi L: ®iÖn c¶m m¹ch ng¾t
)(.,...
,.
.
sin. H10561550254
60440I
UL 3ng
dm
882101300
1233259K 2 ,..5415,56.10 3
23-
0
hqU : ®iÖn ¸p hå quang cña mét kho¶ng trèng
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 53 - TB§-§T1
).04,07,0).(I.003,0110(U tng0
hq
88,13(V)),2.,,).(.,( 504070540030110U 0hq
2
td 350832788210
8821044035060n
,.7,320,35.,8
,
0,35.440ln-1.,.,
,
1792n td , VËy chän ntd= 3 tÊm
KiÓm tra ®iÒu kiÖn x¶y ra qua tr×nh kh«ng dao ®éng theo c«ng thøc (3-53 TL1)
32
ng
td0 I.L
6,0n.415f
3
230
54105615
603415f..,
,.
2893f0
Mµ ta cã f0= 31421,55 do ®o tháa m·n ®iÒu kiÖn trªn vËy qu¸ tr×nh kh«ng
dao ®éng. Sè lîng tÊm dµn dËp lµ
ndd= ntd+3 = 3 + 3 = 6 tÊm
Thêi gian ch¸y cña hå quang thq= 0,01s ChiÒu dµi nhá nhÊt cña c¸c tÊm theo c«ng thøc (3-55 TL1)
3nghq
2
tt I.t..73,1l
32t 5401052731l .,.,., 410l t , (cm) chän lt= 0, 5 cm
Chç më cña c¸c tÊm cã h×nh ch÷ V. C¸c tÊm cuèi nèi víi tiÕp ®iÓm ®ãng ng¾t.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 54 - TB§-§T1
Ch¬ng VI Hoµn thiÖn kÕt cÊu
I. M¹ch vßng dÉn ®iÖn 1. Mach vßng dÉn ®iÖn chÝnh
a. Thanh dÉn ®éng Cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt. §îc lµm b»ng vËt liÖu lµ ®ång kÐo nguéi cã ký hiÖu ML-TB. C¸c kÝch thíc lµ a®c= 10 mm, b®c= 1,2 mm.
b. Thanh dÉn tÜnh Cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt. Còng ®îc lµm b»ng vËt liÖu lµ ®ång kÐo nguéi cã ký hiÖu ML-TB. Cã c¸c kÝch thíc lµ atc= 10 mm, btc= 1,5 mm. Thanh dÉn tÜnh sÏ cã h×nh d¸ng nh sau ®Ó tËn dông lùc ®iÖn ®éng ®Ó
t¨ng lùc Ðp tiÕp ®iÓm.
Thªm vµo ®ã do ®iÖn ¸p gi÷a hai thanh dÉn tÜnh lµ 440 V nªn c¸c thanh dÉn tÜnh sÏ ®îc ®Æt c¸ch nhau 5 mm.
c. TiÕp ®iÓm D¹ng b¾c cÇu, tiÕp ®iÓm h×nh trô. §îc lµm b»ng vËt liÖu lµ kim lo¹i gèm (B¹c-Than ch×-Niken) cã ký
hiÖu lµ KMK.A32
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 55 - TB§-§T1
Cã c¸c kÝch thíc lµ ®êng kÝnh dt®= 8 mm, ChiÒu cao h t®= 1,5 mm
d. §Çu nèi Bu l«ng 5 b»ng thÐp kh«ng dÉn ®iÖn vµ cã trô ®ång 5
2. M¹ch vßng dÉn ®iÖn phô a. Thanh dÉn ®éng Cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt. §îc lµm b»ng vËt liÖu lµ ®ång kÐo nguéi cã ký hiÖu ML-TB. C¸c kÝch thíc lµ a®p= 6 mm, b®p= 0,8 mm.
b. Thanh dÉn tÜnh Cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt. §îc lµm b»ng vËt liÖu lµ ®ång kÐo nguéi cã ký hiÖu ML-TB. Cã c¸c kÝch thíc lµ atp= 6 mm, btp= 1 mm.
c. TiÕp ®iÓm D¹ng b¾c cÇu, tiÕp ®iÓm h×nh cÇu. §îc lµm b»ng vËt liÖu b¹c. Cã c¸c kÝch thíc lµ ®êng kÝnh dt®=5 mm, ChiÒu cao h t®= 1,2 mm.
II. Lß xo tiÕp ®iÓm, lß xo nh¶ Lß xo co d¹ng h×nh xo¾n trô,vËt liÖu chÕ t¹o lß xo lµ ThÐp c¸c bon
OTC9389-60
1. Lß xo tiÕp ®iÓm chÝnh §êng kÝnh d©y lß xo dlxc= 0,44 mm. §êng kÝnh lß xo Dlxc= 3,52 mm. Sè vßng Wlxc= 11 vßng.
2. Lß xo tiÕp ®iÓm phô §êng kÝnh d©y lß xo dlxp= 0,3 mm. §êng kÝnh lß xo Dlxp= 2,4 mm. Sè vßng Wlxp= 10 vßng.
3. Lß xo nh¶ §êng kÝnh d©y lß xo dlxnh= 0,5 mm. §êng kÝnh lß xo Dlxnh = 5 mm. Sè vßng Wlxnh = 19 vßng.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 56 - TB§-§T1
III. Nam ch©m ®iÖn 1. M¹ch tõ VËt liÖu lµm m¹ch tõ lµ ThÐp 31. KÝch thíc lâi a=b’ = 17 mm. Sè l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn n= 34 tÊm. ChiÒu dµy mét l¸ thÐp = 0,5 mm. KÝch thíc hai m¹ch tõ bªn a’=a’’=11,5 mm. ChiÒu réng cöa sæ m¹ch tõ Ccs = 15 mm. ChiÒu cao cöa sæ m¹ch tõ hcs=22 mm. ChiÒu cao n¾p m¹ch tõ hn= 10 mm. ChiÒu cao ®¸y m¹ch tõ h®= 8 mm. Tæng chiÒu cao m¹ch tõ H= 40 mm.
2. KÝch thíc cuén d©y ChiÒu réng cuén d©y bcd= 7 mm. ChiÒu cao cuén d©y hcd= 14 mm. Sè vßng d©y W = 4250 vßng. §êng kÝnh d©y d = 0,12 mm ( kh«ng kÓ c¸ch ®iÖn)
d = 0,14 mm (kÓ c¸ch ®iÖn)
3. Vßng ng¾n m¹ch Hai vßng ng¾n m¹ch ®Æt ë hai cùc tõ bªn. Sè vßng Wnm=1 vßng BÒ dµy cña tiÕt diÖn vßng ng¾n m¹ch ∆v=1,5 mm. ChiÒu cao cña tiÕt diÖn vßng ng¾n m¹ch h =2,93 mm. ChiÒu réng cña vång ng¾n m¹ch lµ d = 5,7 mm.
4. Buång dËp hå quang VËt liÖu lµm vá buång dËp hå quang lµ Xim¨ng Ami¨ng cã Ký hiÖu: OCT
8697-58
VËt liÖu lµm c¸c tÊm dËp lµ b»ng thÐp Ýt cacbon, c¸c tÊm ®óc b»ng khu«n m¹
mét líp ®ång ®Ó b¶o vÖ chèng rØ
ChiÒu dµi nhá nhÊt cña tÊm dËp lt= 0,5 (cm)
Chän kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tÊm dËp
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 57 - TB§-§T1
lµ δt= 2,5 mm, bÒ dµy cña tÊm dËp lµ ∆t= 1 (mm).
Chç më cña c¸c tÊm cã h×nh ch÷ .
IV. Vá vµ c¸c chi tiÕt kh¸c Vá lµm b»ng vËt liÖu nhùa cøng c¸ch ®iÖn tèt. §¸y nam ch©m ®iÖn cã ®Æt mét gi¸ ®ì ®Ó chèng rung c¬ khÝ trong qu¸ tr×nh
®ãng më n¾p nam ch©m ®iÖn.
Ngoµi ra CTT cßn nhiÒu chi tiÕt phô kh¸c.
Ch¬ng VII VÝ dô minh häa øng dông c«ng t¾c t¬ trªn
I. S¬ ®å nguyªn lý §©y lµ s¬ ®å nguyªn lý ®ãng c¾t mét ®éng c¬ cã U®m = 440 V~ vµ I®m= 18 A
víi t¶i cña ®éng c¬ lµ mét b¨ng truyÒn s¶n xuÊt thêng xuyªn ph¶i ®ãng c¾t.
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 58 - TB§-§T1
§Ó ®ãng c¾t ®éng c¬ nµy ta dïng c«ng t¾c t¬ ®· thiÕt kÕ ë trªn, ngoµi ra cßn
dïng thªm mét r¬ le nhiÖt ®Ó b¶o vÖ qu¶ t¶i vµ cÇu ch× ®Ó b¶o vÖ ng¾n m¹ch.
Ngo i ra ta còng dïng thªm m¹ch sau ®Ó kiÓm tra ho¹t ®éng cña ®éng c¬
II. Nguyªn t¾c ho¹t ®éng 1. M¹ch chÝnh ®iÒu khiÓn ®éng c¬
Khi muèn khëi ®éng b¨ng t¶i th× Ên nót §, cuén d©y CD cña c«ng t¾c cã ®iÖn,
c¸c tiÕp ®iÓm chÝnh K1, K2, K3 cña c«ng t¾c t¬ ®ãng l¹i, ®éng c¬ ®iÖn ®îc cÊp
®iÖn vµ sÏ quay. §ång thêi tiÕp ®iÓm phô K0 cña c«ng t¾c t¬ ®ãng l¹i ®Ó duy tr×
®iÖn cho cuén d©y khi th¶ nót Ên § ra, võa cã t¸c dông b¶o vÖ ®iÓm kh«ng tøc
ng¨n ngõa t×nh tr¹ng ®éng c¬ tù khëi ®éng khi ®iÖn ¸p líi phôc håi sau khi mÊt
®iÑn hoÆc ®iÖn ¸p sôt qu¸ thÊp. Khi muèn dõng b¨ng t¶i Ên nót N, cuén d©y cña
c«ng t¾c t¬ mÊt ®iÖn, c¸c tiÕp ®iÓm, c¸c tiÕp ®iÓm K1, K2, K3 më ra c¾t ®iÖn vµo
cuén d©y, ®éng c¬ dõng l¹i, b¨ng t¶i còng dõng l¹i.
2. M¹ch kiÓm tra Khi cÊp ®iÖn cho ®éng c¬ th× tiÕp ®iÓm phô thêng më cña c«ng t¾c t¬ ®ãng
l¹i lµm cho ®Ìn ®á bËt s¸ng b¸o cho c«ng nh©n vËn hµnh biÕt r»ng ®éng c¬ ®·
ho¹t ®éng. Cßn khi ng¾t ®iÖn cÊp vµo ®éng c¬ th× tiÕp ®iÓm phô thêng ®ãng cña
®éng c¬ sÏ ®ãng vµo vµ ®Ìn xanh bËt s¸ng b¸o cho c«ng nh©n vËn hµnh biÕt r»ng
®éng c¬ ®· ngõng ho¹t ®éng
-
Thiết kế công tắc tơ Đồ án khí cụ điện hạ áp
Ngäc V¨n Tó - 59 - TB§-§T1
TµI LIÖU THAM KH¶O 1.ThiÕt kÕ khÝ cô ®iÖn h¹ ¸p Bé m«n m¸y ®iÖn – khÝ cô ®iÖn, §HBK – Hµ Néi 1987
2.KhÝ cô ®iÖn, NXB KHKT 2004 TS Ph¹m V¨n Chíi TS Bïi TÝn H÷u KS NguyÔn TiÕn T«n
3.KhÝ cô ®iÖn h¹ ¸p Bé m«n m¸y ®iÖn – khÝ cô ®iÖn, §HBK – Hµ Néi 1976
4.PhÇn tö tù ®éng NguyÔn TiÕn T«n, Ph¹m V¨n Chíi, §HBK – Hµ Néi 1984