Đồ án Thiết kế công tắc tơ xoay chiều 3 pha

Lời mở đầu .1 Giới thiệu chung về công tắc tơ .4 Chương I: Chọn phương án thiết kế. I/ Các yêu cầu chính đối với công tắc tơ .6 II/ Lựa chọn kết cấu của công tắc tơ .7 III/ Tính chọn khoảng cách cách điện .13 Chương II: Tính toán mạch vòng dẫn điện. I/ Khái niệm chung II/ Mạch vòng dẫn điện chính 1. Tính toán thanh dẫn động 13 2. Tính toán thanh dẫn tĩnh .15 3. Đầu nối 15 4. Tiếp điểm .16 III/ Mạch vòng dẫn điện phụ 1. Tính toán thanh dẫn 23 2. Đầu nối .25 3. Tiếp điểm 26 Chương III: Tính và dựng đặc tính cơ. I/ Lập sơ đồ động II/ Tính toán lò xo 1. Tính toán lò xo nhả 34 2. Tính toán lò xo tiếp điểm chính .35 3. Tính toán lò xo tiếp điểm phụ 37 4. Xác định các lực 40 5.Đồ thị đặc tính cơ Chương IV: Tính toán buồng dập hồ quang. I/ Khái niệm chung .41 II/ Lựa chọn kết cấu buồng dập 41 III/ Tính toán các thông số buồng dập 43 Chương V: Tính toán nam châm điện. I/ Tính toán sơ bộ nam châm 1. Chọn dạng kết cấu .47 2. Chọn vật liệu NCĐ 47 3. Chọn từ cảm, hệ số từ rò, hệ số từ tản tại =th .48 4. Xác định các thông số chủ yếu của NCĐ 49 5. Xác định các kích thước của cuộn dây 50 II/ Tính toán kiểm nghiệm nam châm 1. Sơ đồ thay thế 55 2. Xác định từ dẫn khe hở không khí 57 3. Xác định từ cảm và hệ số từ rò tại =th .62 4. Xác định thông số cuộn dây 64 5. Tính toán vòng ngắn mạch chống rung .65 6. Hệ số tỏa nhiệt của vòng ngắn mạch .70 7. Tính toán tổn hao trong lõi thép 70 8. Tính toán dòng điện trong cuộn dây .71 9. Tính toán nhiệt trong cuộn dây .73 10. Tính và dựng đặc tính lực hút điện từ .74 11. Tính và dựng đặc tính lực nhả 75 12. Tính toán gần đúng thời gian tác động và thời gian nhả 76 Chương VI: Thiết kế kết cấu. I/ Kết cấu vỏ 78 II/ Hệ thống tiếp điểm .79 III/ Nam châm điện .82 IV/ Hệ thống mạch từ 84 V/ Hệ thống buồng dập hồ quang 85

doc84 trang | Chia sẻ: tlsuongmuoi | Lượt xem: 3917 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế công tắc tơ xoay chiều 3 pha, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ng và tiếp điểm tĩnh gây ra hiện tượng rung tiếp điểm. Tiếp điểm động bị bật trở lại với một biên độ nào đó rồi lại tiếp tục va đập, quá trình này xảy ra trong một khoảng thời gian rồi chuyển sang trạng thái tiếp xúc ổn định, sự rung kết thúc. Quá trình rung được đánh giá bằng độ lớn biên độ rung xm và thời gian rung tm . - Biên độ rung đối với 1 cặp tiếp điểm Theo CT 2-39 TLTK : -Thời gian rung: , (2- 40) mđå- Tổng khối lượng phần động( KG.s2/m ) mđ = Iđm.mc mc = 712 G/A , chọn mc =10 G/A Gđ = 35.10-2 =0,35KG mđå =( KG.s2/m ) vđo –vận tốc tiếp điểm tại thời điểm va đập.Chọn vđo =0,1m/s Ftđđ = 0,21 KG Kv –Hệ số va đập phụ thuộc vào tính đàn hồi của vật liệu. Đối với đồng Kv = 0,9 (Trang 72) =0,085(mm). Vì có 3 cặp tiếp điểm xm= xm = 2,83.10-5m=0,028mm < l là độ lún của tiếp điểm chính, l=2,2mm. tm= tm =3,7.10-4 s t=1,8 tm=6,6.10-4s < [ tm ] = 10ms 4.12/ Độ mòn của tiếp điểm. - Sự mòn của tiếp điểm xảy ra trong quá trình đóng và ngắt mạch điện. Sự mòn tiếp điểm thể hiện qua việc giảm độ lúnS, giảm kích thước của tiếp điểm cũng như giảm khối lượng hoặc thể tích của kim loại tiếp điểm. - Nguyên nhân gây ra sự ăn mòn của tiếp điểm là ăn mòn hóa học, ăn mòn về điện, về cơ, nhưng chủ yếu tiếp điểm bị ăn mòn về điện. - Khối lượng mòn trung bình của tiếp điểm cho một lần đóng ngắt: gđ + gng =10-9(Kđ.I2đ + Kng.Ing2)Kkđ ,(2-54) Iđ - Dòng điện khi đóng tiếp điểm. Chọn I đ = 5Iđm = 175(A) Ing - Dòng điện khi ngắt tiếp điểm. Chọn Ing = 7Iđm =245(A) Kđ, Kng(g/A2) - Hệ số mòn khi đóng và ngắt. Chọn K đ = Kng= 0,01 (Từ bảng 2-21 trang 79 TKKCĐHA) Kkđ – Hệ số không đồng đều đánh giá độ mòn không đồng đều của các tiếp điểm. Theo quy định ở các khí cụ điện xoay chiều 3 pha. Độ mòn lớn nhất được lấy bằng 2 lần độ mòn trung bình. Vậy : Gđ + gng = 10-9(0,01.1752 + 0,01.2452).2 = 0,18.10-5(g) -Khối lượng mòn về cơ sau 106 lần đóng ngắt : gđ + gng =0,18.10-5.105 = 0,18(g) -Khối lượng tiếp điểm: Gtđ = gtđ.Vtđ gtđ- Trọng lượng riêng của vật liệu làm tiếp điểm= 8,7(g/cm3) Vtđ – Thể tích của tiếp điểm =19,8cm3 h-Chiều cao của tiếp điểm Þ Gtđ = 8,7.19,8.10-3=0,172(g) Þ < 70% , thỏa mãn điều kiện thiết kế. CHƯƠNG III: TÍNH VÀ DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ. 1.Lập sơ đồ động. Công dụng của sơ đồ động là cho ta biết sơ bộ một cách rõ ràng và chính xác về sự truyền và biến đổi chuyển động của các khâu trong CTT. Sơ đồ được xây dựng cho 2 vị trí đặc trưng là vị trí đóng và ngắt. Xét trường hợp làm việc nặng nề nhất của cuộn hút là nắp NCĐ hướng xuống dưới, khi đó ta có sơ đồ động ở 2 vị trí như sau: Gđ + Fnhc+Ftđc Fđt Ftđ Ftđ * * Ftđ Ftđ Gđ + Fnhđ a) b) Hình 3.1 Sơ đồ động: a- khi nắp mở, b-khi nắp hút 2. Tính toán lò xo tiếp điểm chính. 2.1.Chọn vật liệu lò xo Chọn lò xo xoắn hình trụ chịu nén: Hình 3.2: Lò xo xoắn trụ Loại lò xo này có ưu điểm ít bị ăn mòn bền về cơ, làm việc linh động, không bị phát nóng. Tra bảng 4-1 (TKKCĐHA), chọn vật liệu làm lò xo là dây thép cácbon GOTC9389-60 độ bền trung bình, nhãn hiệu II (P) : Độ bền giới hạn khi kéo 2200 N/mm2 Giới hạn mỏi cho phép khi uốn 770 N/mm2 Giới hạn mỏi cho phép khi xoắn 480 N/mm2 Module đàn hồi 200.103 N/mm2 Mudule trợt 80.103 N/mm2 Điện trở suất 0,19 ¸ 0,22 .10-6 Wm Đặc tính lò xo Flv Fđ o j x flv fđ Fđ llv lđ l0 x -Hành trình của cơ cấu lò xo, tính từ vị trí tại đó lò xo sinh lực lớn nhất. - fđ - Độ võng ban đầu của lò xo - flv - Độ võng làm việc của lò xo - Fđ , lđ - Lực nén ban đầu và chiều dài ban đầu của lò xo - ln - Chiều dài tự do của lò xo 2.2.Tính đường kính d: - Lực ép cần thiết do 1 lò xo tạo ra Fc = 2Ftđc = 2.3,5 = 7 (N) - Khoảng lún cần thiết là: flv = fđ = l=2,2 (mm) l là độ lún của tiếp điểm. - Chỉ số của lò xo chọn: C = =9 - Đường kính của lò xo: d = 1,6 - Đường kính trung bình của lò xo: D = C.d = 9.0,6 = 5,4(mm) - Số vòng của lò xo: (vòng) Fđ=2.Ftdd=2.2,1=4,2 N F=Fc-Fđ=7- 4,2 =2,8 N W= vòng Chọn W=7 vòng. - Số vòng toàn phần của lò xo chịu nén nên hai đầu lò xo có thêm 0,5 vòng để cân bằng, do đó số vòng toàn phần là: W = 7 + 1 = 8 (vòng) - Bước lò xo chịu nén: - Chiều dài tự do của lò xo: ln = w.tn + 1,5.d = 8.0,88 +1,5.0,6 =7,94(mm) - Ứng suất xoắn thực tế: <scp = 480N/mm2 Vậy lò xo tiếp điểm chính chọn phù hợp 3.Tính lò xo tiếp điểm phụ: - Lực ép cần thiết do 1 lò xo tạo ra Fc = 2Ftđc = 2.0,5 =1 (N) Fđ=2Ftđđ=2.0,3=0,6 (N) - Khoảng lún cần thiết là: flv = fđ = l=1,6 (mm) l là độ lún của tiếp điểm phụ. - Chỉ số của lò xo chọn: C = =9 - Đường kính của lò xo: d = 1,6 - Đường kính trung bình của lò xo: D = C.d = 9.0,23 = 2,07(mm) - Số vòng của lò xo: (vòng) F=Fc-Fđ=1- 0,6 =0,4 N W= vòng Chọn W=13 vòng. - Số vòng toàn phần của lò xo chịu nén nên hai đầu lò xo có thêm 0,5 vòng để cân bằng, do đó số vòng toàn phần là: W = 13 + 1 = 14 (vòng) - Bước lò xo chịu nén: - Chiều dài tự do của lò xo: ln = w.tn + 1,5.d = 14.0,34 +1,5.0,23 =5,1(mm) - Ứng suất xoắn thực tế: <scp = 480N/mm2 Vậy lò xo tiếp điểm phụ chọn phù hợp. 4.Tính lò xo nhả : Lò xo nhả có đặc điểm là phải thực hiện đẩy nắp NCĐ và hệ thống tiếp điểm động lên vị trí mở khi không có dòng điện qua cuộn hút của NCĐ.Do đó lực ép lo xò nhả ở thời điểm ban đầu là: - Lực nhả đầu của một lò xo: Fnhđ = Kdt (Gđ + Ftđ đ ) Trong đó: Hệ số dữ trữ năng lượng Kdt = 1,1 ¸ 1, 3 . Chọn Kdt = 1,2 Trọng lượng phần động: Gđ = mc.Iđm = 3,5(N) Ftđ đ : là tổng lực ép của tiếp điểm phụ thường đóng. 4.1.Tính toán các lực: a. Lực ép tiếp điểm chính thường mở: Lực ép tiếp điểm cuối: Do có 3 tiếp điểm thường mở dạng cầu 1 pha 2 chỗ ngắt Ftđ c = 6.Ftđ = 6.3,5 = 21 (N) Lực ép tiếp điểm đầu: Ftđ đ = 0,6.Ftđ c = 0,6.21 = 12,6 (N) b. Lực ép tiếp điểm phụ thường mở: Lực ép tiếp điểm cuối: Do có 2 tiếp điểm phụ thường mở dạng cầu 1 pha có 2 chỗ ngắt nên : Ftđ c = 4.Ftđ phụ = 4.0,5 = 2 (N) Lực ép tiếp điểm đầu L: Ftđ đ = 0,6.Ftđ c = 0,6.2 = 1,2 (N) c. Lực ép tiếp điểm phụ thường đóng: Lực ép tiếp điểm đầu: Ftđ đ = Ftđ c = 2 (N) Lực ép tiếp điểm cuối:Ftđ c = Ftđ đ = 1,2 (N) d. Lực lò xo nhả: -Lực nhả đầu: Fnh đ = Kdt(Gđ +Ftđc + Fms ) Br qua lực ma sát nên Fnh đ = 1,2.(3,5 + 2) = 6,6 (N) Hệ số dự trữ Kdt = 1,2 ¸ 1, 3 . Chọn Kdt = 1,2 Trọng lượng phần động T: Gđ = mc.Iđm = 10-2.35= 0,35(KG) = 3,5 N - Lực nhả cuối : Fnh c = (1,52).Fnh đ Chọn Fnh c = 1,5.Fnh đ = 1,5.6,6 = 9,9 (N) e.Tính lực ma sát (bỏ qua) f.Trong lượng phần động : Gđ=3,5N 4.2.Tính kích thước lò xo nhả : Do ta sử dụng 2 lò xo nhả, nên lực ép ban đầu của mỗi lò xo nhả: Fnhđ1 = - Lực ép cuối của mỗi lò xo nhả là: - Theo công thức (4_31) TL2 , đường kính dây lò xo là: d = Trong đó: + C : Chỉ số của lò xo. C = , chọn C=9 + = 280 N/mm2 , ứng xuất xoắn cho phép. d Vậy chọn đường kính dây lò xo là d = 0,5 mm. - Đường kính lò xo: D = C.d = 9.0,5 = 4,5 mm. -Số vòng làm việc: W0(vòng). Với khoảng lún xét đến: f =m + l = 6 + 2,2= 8,2 mm. - Số vòng kết cấu của lò xo: W =W0 + 1 = 35 (vòng). - Bước lò xo chịu kéo tk và chịu nén tn , theo công thức (4_33) TL1 ta có: . . Chiều dài tự do của lò xo chịu kéo (không kể vòng móc) lk và lò xo chịu nén ln tính theo công thức (4_34) TL1 : . - ứng suất xoắn thực tế của lò xo, tính theo công thức (19-1)TL3 : = . Vậy < = 480 (N/ mm2) do đó lò xo chọn thoả mãn yêu cầu. Vậy lò xo đã thiết kế thoả mãn đảm bảo độ bền cơ. Khoảng lún thực tế của lò xo: 5. Đồ thị đường đặc tính cơ: Chương IV: Tính toán buồng dập hồ quang. I.Khái niệm chung: Trong các khí cụ điện (cầu dao, rơle, công tắc tơ, maý cắt v.vvv…), khi đóng hoặc ngắt mạch điện, hồ quang sẽ phátsinh trên tiếp điểm. Nếu để hồ quang cháy lâu, các khí cu điện sẽ bị hư hỏng, vì vậy cần phải nhanh chóng dập hồ quang. Bản chất của hồ quang điện là hiện tượng phóng điện trong chất khí vì vậy mật độ dòng điện rất lớn (104 ữ 105 A/cm2 ), có nhiệt độ rất cao (5000 ữ 60005C ) và điện áp rơi trên cathode bé (10 ữ 20 V). Hồ quang phát sinh là do môi trường giữa các cặp tiếp điểm bị ion hoá bao gồm các dạng: quá trình phát xạ điện tử. b. quá trình tự phát xạ điện tử. c. quá trình ion hoá do va chạm. d. quá trình ion hoá do nhiệt. Song song với quá trình ion hoá là quá trình phản ion hoá (tái hợp và khuếch án) . Nếu quá trình phản ion hoá xảy ra mạnh hơn qúa trình ion hoá thì hồ quang sẽ bị dập tắt.Vi vậy, nguyên tắc dập hồ quang là tăng cường quá trình phảnt ion hoá băng các biện pháp: Kéo dài hồ quang. Hồ quang tự sinh ra năng lượng để dập tắt. Dung năng lượng ở nguồn ngoài để dập tắt. Chia hồ quang thành nhiều phần để dâp tắt. Mắc điện trở Sunt để dập tắt. Hồ quang điện xoay chiều. Đặc điểm của hồ quang điện xoay chiều là cứ sau nửa chu kỳ, dòng điện qua trị số i =0. Tại thời điểm i =0, quá trinh phản ion hoá xảy ra mạnh hơn quá trình ion hoá, khi dó dễ dàng dập tắt hồ quang. II/ Lựa chọn kết cấu buồng dập hồ quang. - Yêu cầu đối với buồng dập hồ quang: a.Thời gian dập hồ quang ngắn. b.Tốc độ mở tiếp điểm lớn. c.Năng lượng hồ quang lớn, điện trở hồ quang tăng nhanh. d.Tránh hiện tượng quá điện khi dập tắt. - Đối với khí cụ hạ áp, các phương pháp dập hồ quang thường là: Kéo dài hồ quang điện băng cơ khí. Dùng cuộn dây thổi từ. Dùng buồng dập hồ quang kiểu khe hẹp Dùng buồng dập hồ quang kiểu dàn dập. Qua phân tích và tham khảo thực tế, đối với Công tắc tơ xoay chiều chọn buông dập hồ quang kiểu dàn dập. Trong buồng dập hồ quang ở phía trên có đặt nhiều tấm sắt từ. Khi hồ quang cháy, do lực điện động, hồ quang bị đẩy vào giữa tấm thép và bị chia ra lam nhiều đoạn ngắn. Lực điện động, hồ quang bị đẩy vào giữa các tấm thép và bị chia ra làm nhiều đoạn ngắn. Lực điện động sẽ càngđẩy hồ quang đi sâu vào, đồng thời các tấm sắt từ con có tác dụng tản nhiệt hồ quang làm hồ quang dễ bị dập tắt. Hình vẽ 4.1: Kết cấu buồng dập hồ quang 1. Vật liệu. Vật liệu làm buồng dập hồ quang phải đảm bảo các tính chất: chịu nhiệt, cách điện, và có độ nhẵn bề mặt.Theo (TL1) ta có thể chọn vật liệu thép ít cacbon CT3 có mạ kẽm nhằm bảo vệ chống rỉ để làm các tấm ngăn của buồng dập hồ quang. Thành buồng dập bằng Amiăng Ximăng có tính chịu nhiệt cao. 2. Các thông số kĩ thuật. Dòng điện định mức I đm = 40 A Điện áp định mức U đm = 400 V Dòng điện ngắt ING = 4.Iđm = 160A Tần số lưới điện f =50 Hz Tần số đóng cắt z = 400 lần / giờ Độ mở tiếp điểm m = 6 mm III.Tính toán các thông số của buồng dập. Xác định số lượng các tấm ngăn. Xác định số lượng các tấm ngăn ở đặc tính không dao động của điện áp phục hồi theo công thức kinh nghiệm (3 – 49) TL1 : . Trong đó: + kdm : Hệ số định mức, được xác định theo công thức (3-40)TL1: kdm = 0,9.ksd Với _ hệ số sơ đồ, đối với mạch ngắt ba cực ksd =1,5. _ là góc lệch pha ban đầu giữa dòng điện và điện áp. Cos 0 thường bằng 0,8 ữ 0,85, lấy Cos 0 = 0,85, ta có: kđm = 0,9. 1,5= 0,52. + Uđm điện áp nguồn U đm = 400 V. + K2 được tính theo công thức ( 3-50) TL1: Với : - L (H) : điện cảm mạch ngắt, được tính theo công thức (3-32)TL1: Với Cos 0 = 0,85 suy ra Sin0 =0,53 = 2.f = 100 rad/s. L == 4,2.10 -3 (H) - kt0 được tính theo công thức (3-47) TL1 : Với:(cm)_ khoảng cách giữa các tấm ngăn, thường lấy là =0,4 cm (cm) bề dầy tấm, = 0,1 ữ 0,5, chọn = 0,2 cm T(0K)_ nhiệt độ tấm dàn dập, được tính theo công thức (3-48)TL1: T = 273 + 0,018 . Ing . = 273 + 0,018. 160. = 323 (0K). +) Z= 300 lần / giờ: tần số đóng cắt. suy ra: +) Ut0 được xác định theo công thức (3-46) TL1: Ut0 = (72+ 0,72) = ( 72 + 0,72 . 0,4) = 72,3 (V). +) Uph0 điện áp phục hồi ban đầu của một khoảng trống theo công thức (3-46) TL1 trang 136 Uph0 = Ut0 . (V) n: là số khoảng trống, do công tắc tơ có tiếp điểm kiểu bắc cầu 1 fa 2 chỗ ngắt nên ta chọn n =2 suy ra Uph0 = 72,3. =86 V + Uhq (v)_ điện áp hồ quang của một khỏang trống, được tính theo công thức (3-51) TL1: Uhq0 = (110 + 0,003 Ing (0.7 +0,04) = (110 +0,003.160).(0,7 +0,04.0,4) = 79 V. cuối cùng ta được: ntk = 0,6 + ntk =4,1 trong thực tế để giảm thời gian dập hồ quang trong dàn dập người ta thường tăng số lượng khoảng trống lên một ít. Căn cứ vào kết quả tính toán ở trên ta lấy số tấm thiết kế ntk = 5 (tấm) trong đó hai tấm ngoài là sát vách. 2. Kiểm nghiệm điều kiện xảy ra quá trình không dao động : Theo công thức (3_30) TL1 : f0 = . ( A + B . Pđm3/4) = . ( 8000 + 2100 + 230803/4) = 11374 (Hz) Trong đó: + f0(Hz) : tần số riêng của mạch ngắt. + hệ thống cáp A = 8000. B = 2100. +Pđm (Kw) – công suất định mức của phụ tải khi ngắt. Pđm = .Uđm.Iđm.cos.kdt = Theo công thức (3_53)/ 136 quyển 1 ta có; Vậy f0 = 11374 Hz > 7033Hz, thoả mãn điều điện xảy ra quá trình không dao động. Nghĩa là chọn ntk= 5 là phù hợp. 3. Thời gian cháy của hồ quang: Theo công thức (3 - 5) TL1 : Trong đó: +.Vtđ = 0,1 (m/s) = 10 (cm/s): tốc độ của tiếp điểm. +. lhq: chiều dài hồ quang trên một chỗ ngắt. Theo công thức (3 - 38) TL1 : - n = 2: số chỗ ngắt của mạch trên một cực. - Rhq: điện trở toàn bộ của hồ quang. Ta có: Ihq = 0,5. Ing = 0,5 . 160 = 80 (A) : dòng điện hồ quang. Uhq = Uhq0.  : điện áp hồ quang. Uhq0 = 79 (V) : điện áp hồ quang trong một khoảng trống. Þ Uhq = 79. = 94 (V).  - Rhq0 : giá trị trung bình của điện trở hồ quang trên 1 cm chiều dài hồ quang của 1 khoảng trống. Theo công thức (3 - 37) TL1 ta có: Vậy chiều dài hồ quang trên một chỗ ngắt - Vhq: vận tốc chuyển động của hồ quang.Theo công thức (3-18) TL1: . Trong đó: là độ mở của tiếp điểm = 0,6 (cm). Vậy thời gian cháy của hồ quang: Ta có thời gian dập hồ quang trong 1 chu kỳ là 0,002(s) Với thq= 0,0015 (s) , khi đó thq< td nghĩa là thời gian cháy nhỏ hơn thời gian dập hồ quang là hợp lý. - Chiều dài nhỏ nhất của 1 tấm ngăn: lt ³ 1,73. dt. td. = 1,73. 42. 0,002. = 0,3 (cm). Để đảm bảo hồ quang không ra khỏi buồng dập ta chọn lt = 0,5 (cm). 4. Kiểm tra quá trình dập tắt hồ quang + Quá trình không dao động của điện áp phục hồi: theo trang 125 TL1 ta có: Trong đó: Theo công thức (3-26) TL1: Uđm = 400 (V): điện áp định mức. ksd = 1, 5 vì công tắc tơ đóng ngắt ba pha. sinj0 = 0,52. Þ Nên ta có: Ung = = 198 (V). Vậy điện áp phục hồi quá trình không dao động: +. Điện áp phục hồi phụ thuộc vào độ bền phục hồi: Theo công thức (3 - 45) TL1 ta có: Ubđ = U0đb + kt. t Trong đó: kt = k0t. = 12750. = 15086 (V/s). U0bđ = 72,3. = 86 (V) Ubđ = 86 + 15086.t Với các giá trị thời gian khác nhau ta có bảng. t (s) 0 0,005 0,01 0,015 Uph 0 149 186 195 Uđb 86 161 236 312 Số tấm dập hồ quang là: 5 tấm Chiều dày của mỗi tấm là: 2 (mm) Khoảng cách giữa các tấm là: 4 (mm) Số khoảng trống giữa các tấm là 4 khoảng trống. Kết luận : Qua đồ thị dưới đây ta nhận thấy đường Uph và đường U đb không cắt nhau. Vì vậy hồ quang được dập tắt (Đồ thị này tôi tự vẽ = tay ở ngoài). Phần V: Tính toán nam châm điện. I. Tính toán sơ bộ nam chân điện: 1. Chọn dạng kết cấu. Nam châm điện là loại cơ cấu điện từ biến đổi năng lượng từ điện năng thành cơ năng. Nam châm điện có nhiều dạng kết cấu khác nhau về mạch từ và cuộn dây. Sự khác nhau về dạng kết cấu dẫn đến sự khác nhau về: đặc tính chuyển động trong không gian, đặc tính lực hút điện từ và công nghệ chế tạo. Theo kinh nghiệm chế tạo và qua tham khảo em chọn kiểu dáng kết cấu của nam châm điện là mạch từ chữ ? hút thẳng. Cuộn dây được đặt ở cực từ giữa và vòng ngắn mạch được đặt ở hai cực từ bên. Để việc chọn dạng kết cấu của nam châm điện đã tối hay chưa ta có các bước kiểm tra sau: Xét trên đặc tính phản lực ta thấy rằng công tắc tơ muốn làm việc được thì khi hút lực hút điện từ phải lớn hơn đặc tính cơ F đt > Fcơ và khi nhả Ftđ< Fcơ. Theo công thức (5-2) TL1ta có hệ số kết cấu: (N/m). Trong đó: Fđtth: lực hút điện từ tại điểm tới hạn (N). dth : Khe hở tới hạn của nam châm điện (mm),. dth = 2,3(mm) = 2,3. 10-3 (m). Xét lực hút điện từ tại điểm tới hạn A: Ta có: Fđtth = kdt. Fcơth. Chọn kdt = 1,2: hệ số dự trữ về lực. Fcơth = 32,4 (N) Þ Fđtth = 1,2. 32,4 = 39 (N). Nên ta có hệ số kết cấu: Theo bảng (5-2) TL1 ta thấy chọn dạng kết cấu nam châm điện tối ưu là: [kkc ] = 316¸2500 (N0,5/m). Như vậy hệ số kết cấu tính toán kkc = 3840 (N0,5/m) [ kkc ] là phù hợp. Vậy ta chọn kiểu dáng kết cấu nam châm điện dạng chữ ? là hợp lý. 2. Chọn vật liệu: Mạch từ của nam chân điệm xoay chiều mạch từ được ghép bằng các lá thép kỹ thuật điện. Đặc tính cơ bản của vật liệu từ là quan hệ giữa từ cảm B và cường độ từ trường H. Đặc tính này được xác định trong bảng các đường cong từ hóa và đặc tính quan trọng khác của vật liệu từ là quan hệ giữa độ từ thẩm tương đối và độ từ cảm B. Theo bảng (5-3)/191-192 – TL1 ta chọn vật liệu làm mạch từ cho nam châm điện là thép kỹ thuật điện hợp kim cao. Kí hiệu $41. Độ dày mỗi lá: D = 0,5 (mm). Từ cảm cực đại tần số f = 50 (Hz) : Bmax = 1 (T). Lực phản kháng : HC = 0,280,36 (A/cm) Từ cảm dư  : Bdư = 0,50,8 T Từ cảm bão hoà : Bbh = 1,94T Độ từ thẩm cơ bản : M = 300 (H/m) Độ từ thẩm cực đại : Mmax = (7,99).1000 (H/m) Từ cảm khi Mmin : B= 0,60,8 T Tổn hao từ trễ khi bão hoà: 0,1(mJ/cm3 cho 1 vòng)  Điện trở suất : = 55.10-8 (m) Khối lượng riêng: 7,55 (g/cm3). Thành phần cacbon : 0,01% 3. Chọn từ cảm, hệ số từ rò, hệ số từ tản tại d = dthd: Chọn : Từ cảm khe hở không khí tới hạnT: Bdth = 0,5 (T). Hệ số từ tản H st = 1, 5 ứng với dth = 2,3 (mm). Theo trang 201 TL 1 ta có st = (1¸1,8). Hệ số từ rò H sr = 1, 4 ứng với dth= 2,3 (mm). Vì khe hở không khí dth = 3,5 (mm) theo trang 202 TL1 sr = (1¸4). 4. Xác định các thông số chủ yếu nam châm điện: Theo dạng kết cấu của nam châm đã chọn ta có: S1 + S3 = S2 và S1 = S3. Trong đó: S2: diện tích cực từ giữa. S1, S3: diện tích cực từ bên. Nên ta có: F2= F1 + F3 = 2F1= 2F3. Vậy lực hút tính toán toàn bộ nam châm điện: Fđttt = F1 + F2 + F3 = 2F2. Mà ta lại có lực hút điện từ tính toán: Fđttt = kdt. Fcơth = 1,2. 32,4 = 39(N). Nên lực hút điện từ của cực giữa nam châm: Theo công thức (5-8)/204 - TL 1 ta có tiết diện cực từ giữa: +. Xác định kích thước tiết diện lõi thép cực từ giữa: S2 = a. b Ta chọn b = a.0,9 Trong đó: a: chiều rộng tính toán của cực từ giữa. b: chiều dày tính toán của cực từ giữa. Vậy S2 = 0,9.a2 Þ a = b = 21.0,9 = 19 (mm). + Số lá thép của mạch từ nam châm điện: (lá) + Do lõi nam châm điện được ghép từ các lá thép kĩ thuật điện nên ta phải kể đến hệ số ép chặt Kc .Theo công thức (5-12)/ 206 TL1 ta có: Cạnh thực b’ của lõi cực từ sẽ là kc = 0,9: hệ số ép chặt. Vậy kích thước cực từ giữa theo tính toán là: a = 21 (mm). b’= 21 (mm). Nên ta có diện tích cực từ giữaN: S2 = 21.21 = 441 (mm2). +. Xác định kích thước cực từ bên: Vì cực từ bên có vòng ngắn mạch nên chiều rộng của cực từ bên là: a' = Trong đó: a' : Chiều rộng cực từ bên. Dv : chiều rộng vòng ngắn mạch, chọn Dv = 2 (mm). Þ Bề dày cực từ bên: Vậy kích thước cực từ bên là: a¢ = 14,5 (mm). b¢ = 21 (mm). Tiết diện cực từ bên: S1 = S3 = a¢. b¢ = 14,5. 21 = 304,5 (mm2). D 5. Xác định kích thước cuộn dây : a. Xác định sức từ động của cuộn dây nam châm điện: Sức từ động của cuộn dây cần thiết cho NCĐ tác động (IW) tđ có thể được chia làm hai thành phần : - Phần thay đổi ở khe hở không khí làm việc khi phần ứng hở (IW)nh. - Phần không đổi (IW)h. Theo công thức (5 - 18)/209- TL 1: (IW) tđ = (IW)h + (IW)nh. Trong đó: (+).(IW)h: Sức từ động cuộn dây khi phần ứng hút. Theo công thức (5 - 20)/210 TL1: (IW)h = (A.vòng). Với: m0 = 4.10-7= 1,256. 10-6 (H/m): hệ số từ thẩm qua khe hở không khí. Bdth = 0,5 (T): từ cảm khe hở không khí tới hạn. sr = 1,4: hệ số từ rò. Sdh : tổng khe hở không khí làm việc khi phần ứng hút. Theo trang 208 TL 1: Sdh = (0,2 ¸ 0,7) (mm) chọn Sdh = 0,5 (mm). Vậy sực từ động khi phần ứng hút: ( Vòng) (+).(IW)nh: sức từ động cuộn dây khi phần ứng nhả: Theo công thức (5 - 19)/ 209 TL 1 ta có: (IW)nh = (A.vòng). Với: Sdnh : tổng khe hở lhông khí làm việc ở trạng thái mở ứng với điểm tới hạn: = 2. dth = 2. 2,3= 4,6(mm). Vậy sức từ động của cuộn dây khi phần ứng nhả: (IW)nh = (A.vòng) Vậy sức từ động tác động của cuộn dây nam châm điện : (IW) tđ = 279 + 1831 = 2110 (A.vòng). (+)Tính hệ số bội số của dòng điệnT: So sánh S [ki]=4,5¸15 ta thấy ki =7, 56 là phù hợp b. Xác định kích thước cuộn dây: Theo công thức (5 - 24)/ 211 TL1 ta có tiết diện của cuộn dây: Trong đó: kUmax = 1,1 : hệ số tăng áp. kUmin = 0,85 : hệ số sụt áp. kqt = 1: hệ số quá tải của dòng điện ở chế độ làm việc dài hạn. J = 2 ¸ 4 (A/mm2): mật độ dòng điện . Chọn J = 2,5 (A/mm2). klđ = 0,3 ¸ 0,7: hệ số lấp đầy cuộn dây. Chọn klđ = 0,5. ki = 7,56 : hệ số bội số dòng điện. Vậy tiết diện cuộn dây: +. Xác định chiều cao và bề dày của cuộn dây : Scd = hcd . lcd. Chọn _ Khd : hệ số hình dáng Þ hcd = 3 . lcd. Nên bề dày cuộn dây : Chọn lcd = 10 (mm) Þ Chiều cao cuộn dây : hcd = 3. lcd = 3. 10 = 30 (mm). c. Xác định kích thước nam châm điện: D3 D2 l f h cd h C D 4 D5 D+1 1 S d/b' S n/b' l cd +. Bề rộng cửa sổ mạch từ: C = lcd + D1 + D2 + D3 + D4 + D5 Trong đó: D1 = (1¸2) mm: bề dày khung quấn dây Chọn D1=1,5mm. D2 = (0,5¸1) mm : lớp cách điện phía trong cuộn dây Chọn D2 = 0,5 mm. D3 = (0,5¸1) mm : lớp cách điện phía ngoài cuộn dây Chọn D3= 0,5 mm. D4 = (5¸10) mm: khoảng cách từ bề mặt ngoài cuộn dây đến cực từ bên. Chọn D4 = 5 mm. D5 = 0,5 (mm): khe hở lắp ráp. Vậy bề rộng cửa sổ: C = 10 + 1,5 + 0,5 + 0,5 + 5 + 0,5 = 18 (mm). +. Chiều cao cửa sổ mạch từ: hcs = hcd + 2 . D1 + lf Trong đó: lf = (5 ¸ 10 ) mm: khoảng cách bề mặt dưới phần ứng tới cách điện đầu trên cuộn dây. Chọn lf = 7 (mm). hcd = 30 (mm) : chiều cao cửa sổ cuộn dây. Vậy chiều cao cửa sổ: hcs = 30+ 2.0,5 + 7 = 38 (mm). +. Chiều cao nam châm điện: Trong đó: b`= 21(mm): bề dày cực từ (+) Sđ: tiết diện đáy nam châm. Theo trang 216- TL1 ta có: Sđ = (0,60,7). S2. Chọn Sđ = 0,7.392 = 274 (mm2). Þ Chiều cao đáy của nam châm: (+) Sn: tiết diện nắp nam châm: Chọn: Sn = 0,8. S2 Sn= 0,8. 392 = 314 (mm2). Þ Chiều cao nắp của nam châm: Vậy chiều cao nam châm điện: H = 13 + 38 + 15 = 66 (mm). +. Chiều dài nam châm điện: A= a + 2. a' + 2. C = 21 + 2. 14,5 + 2. 18 = 86 (mm). Như vậy ta chọn sơ bộ kích thước của nam châm điện: a = 21 (mm): chiều rộng cực từ giữa. a¢= 14,5 (mm): chiều rộng cực từ bên. b’ = 21 (mm): bề dày cực từ giữa. C = 18 (mm): chiều rộng cửa sổ mạch từ. h = 38 (mm): chiều cao cửa sổ mạch từ. H = 66 (mm): chiều cao nam châm điện. A= 86 (mm): chiều dài nam châm điện. II. Tính toán kiểm nghiệm nam châm Điện. Gc1 Gt1 Gc2 Gt2 Gc3 Gt3 Gr2 Gr1 IW 1. Sơ đồ thay thế. Do chọn BDh= 0,5 (T) nên mạch từ không bão hoà ta bỏ qua từ trở sắt từ. */Nên ta có sơ đồ đẳng trị mạch như sau: Gc1, Gc2, Gc3 : từ dẫn chính các khe hở không khí. Gt1, Gt2, Gt3 : từ dẫn tản đặc trưng cho từ thông tản ở các khe hở không khí. Gr1, Gr2: từ dẫn đặc trưng cho từ thông rò của cực từ giữa 2 cực từ bên. G3 G1 2 Gr2 Gr1 IW Ta có sơ đồ tương đương: */Để có sơ đồ tương đương: Do kết cấu của NCĐ ta có G1 = G3 là từ dẫn của khe hở ở 2 cực từ bên. Nên ta có sơ đồ tương đương: Vậy ta có sơ đồ thay thế tương đương: IW GS GS = Gd + Gr 2. Tính từ dẫn khe hở không khí : Để có kết quả chính xác hơn ta chọn phương pháp phân chia từ trường. Theo phương pháp này từ trường ở khe hở không khí được chia thành các trường thành phần có dạng hình học đơn giản. +. Tính cho một cực từ: d Z G d0 G d1 G d2 Gd4 Gd3 Theo hình vẽ ta có từ dẫn khe hở không khí: Gd = Gd0 + 2( Gd1 + Gd2 + Gd3 +Gd4 ) + 4(G + G). Theo bảng (5-4)/221-224- TL 1: +.Theo mục 1 ta có từ dẫn hình hộp chữ nhật:  : từ dẫn hình hộp chữ nhật (H) +. Theo mục 7 ta có G d1 từ dẫn của 1/2 khối trụ đặc, trong đó có đường kính chiều dài a: Gd1 = m0. 0,26 a (H). +. Theo mục 7 ta có G d2 từ dẫn của 1/2 khối trụ đặc, trong đó có đường kính chiều dài b: Gd2 = m0. 0,26 b (H). +. Theo mục 9 ta có G d3 từ dẫn của 1/2 nửa trụ rỗng với đường kính trong d, đường kính ngoài (d + 2m); chiều dài a: Với m : bề dày từ thông tản m = (0,1 ¸ 0,2). d chọn m = 0,1.d. +. Theo mục 9 ta có G d4 từ dẫn của 1/2 nửa trụ rỗng với đường kính trong d, đường kính ngoài (d + 2m); chiều dài a: Với m = (0,1 ¸ 0,2). d chọn m = 0,1.d. +. Theo mục 11 ta có G d5 từ dẫn 1 hình 1/4 cầu đặc với đường kính d: Gd5 = 0,077 . m0. d (H) +. Theo mục 13 ta có G d6 từ dẫn 1 hình 1/4 cầu rỗng với đường kính trong d, đường kính ngoài (d + 2.m): chọn m = 0,1.d Vậy từ dẫn khe hở không khí cực từ sẽ là: Gd = Gd0 + 2(Gd1 + Gd2 + Gd3 + Gd4 ) + 4(G + G) = (H) với m =0,1 (H) a. Tính từ dẫn khe hở không khí cực từ bên : Theo kết cấu thiết kế của nam châm thì từ dẫn của khe hở không khí 2 cực từ bên: G1 = G3 = (H) Trong đó: a’ = 14,5(mm) = 14,5. 10-3 (m) b’ = 21 (mm) = 21 . 10-3 ( m ). G1 = G3 = = 193.10-9 (H). b. Tính từ dẫn khe hở không khí cực từ giữa: Khi tính từ dẫn khe hở không khí cực từ giữa ta cũng dùng phương pháp phân chia từ trường. Vậy ta có từ dẫn cực của cực từ giữa của nam châm điện: Với kích thước của cực từ giữa: a = 21 . 10-3 (m) b’ = 21.10-3 (m). . G2 = = 272.10-9 (H). c. Tính từ dẫn tổng khe hở không khí: =. d. Đạo hàm từ dẫn khe hở không khí : Trong đó: G'1 = G'2 = e. Tính từ dẫn rò: Theo bảng (5 - 6)/227-231- quyển 1 vì ta chọn nam châm điện có dạng chữ? từ dẫn rò có thể biểu diễn như sau: Grc b Gra a a 2 Grb Ta có từ dẫn rò: Gr1= Gr2= Gra + 2. Grb+ 2. Grc. Trong đó: +. Theo bảng (5-6)/227-231- TL 1: theo mục 5 ta có: Gra : từ dẫn rò giữa 2 cực. Gra = m0. (H). Với: hcs = 38 (mm): chiều cao cửa sổ mạch từ. C = 18 (mm): chiều rộng cửa sổ mạch từ. b’ = 21 (mm): bề dày cực từ. +. Grb: từ dẫn rò 1 nửa trụ đặc. Theo bảng (5 -4)/223- quyển 1: theo mục 7 ta có: Grb = 0,26. m0.lr Với lr = hcs = 38. 10-3 (m) : chiều dài phần rò. Grb = 0,26. 1,256. 10-6. 38. 10-3 = 12,4. 10-9 (H). +. Grc: từ dẫn 1 nửa trụ rỗng. Với: a = 21. 10-3 (m): chiều rộng cực từ giữa. lr = hcs = 38. 10-3 (m): chiều dài phần rò. m0 = 1,256 . 10-6 (H/m): hệ số từ thẩm qua khe hở không khí. C = 18. 10-3 (m): chiều rộng cửa sổ mạch từ. Vậy ta có từ dẫn rò: Gr1 = Gr2 = Gra + 2Grb + 2Grc. = 56. 10-9 + 2. 12,4. 10-9+ 2. 11,2. 10-9= 103.10-9(H). f. Tính xuất từ rò (g) : Theo mục 6 - bảng (5-6)227-231- TL 1 ta có suất từ rò : Trong đó: Gr1 = 103. 10-9 (H). lr = hcs = 38. 10-3 (m). + Tính từ dẫn rò qui đổi: Theo trang 242 - TL 1 ta có: ` Grqđ =. g. lr Trong đó: g = 5,4.10-6 (H/m): suất từ rò. lr = hcs = 38.10-3 (m). Grqđ = . 5,4. 10-6. 38. 10-3 = 68,7. 10-9 (H). +. Tính từ dẫn tổng: GS = Gd + Grqđ. Đạo hàm 2 vế ta có : Vì từ dẫn rò qui đổi không phụ thuộc vào d nên : Þ . 3. Xác định hệ số từ rò tại : . Vậy tại : ta tính được so với đã chọn lúc đầu là hợp lý. . Xác định từ thông, từ cảm tại : (+)Theo công thức (5_50) trang 263 TL1 : (N). Vì Þ . (N). . Tại : Fhth = 19,5 (N). K =0,25. _ từ thông khe hở không khí tại điểm tới hạn. . (+)Từ cảm tại : . Vậy tại : ta tính được so với đã chọn lúc đầu là hợp lý. · Xác định hệ số từ rò sr với các d khác nhau: f0: từ thông chính trong mạch từ. fd: từ thông khe hở không khí. sr: hệ số từ rò. Với các giá trị khe hở không khí d ta xây dựng được bảng sau: d(mm) 0,2 1 2,3 4 6 8,3 G1(.10-9) 1938 408 193 123 92 76 G2(.10-9) 2800 584 272 170 125 100 G(.10-9) 1625 340 159 100 74 60 G'1(.10-6) 9561 382 73 23 11 5 G'2(.10-6) 13847 554 105 34,2 15,1 8 (.10-6) 8031 321 62 20 9 4,4 sr 1,04 1,18 1,43 1,6 1,8 2 4. Xác định thông số cuộn dây: Số vòng dây nam châm điện tính theo công thức trang 284- TL 1: (vòng) Trong đó: KUmin = 0,85: hệ số sụt áp. kir = (0,6¸0,9): hệ số tính tới sự tổn thất điện áp đường dây. Chọn kir = 0,6. f = 50 (Hz) tần số. Uđk = 380 (V): điện áp điều khiển. ftb = fđth. sr = 2,16. 10-4. 1,43 = 3,1. 10-4 (Wb). Vậy số vòng cuộn dây nam châm: (vòng) a. Tiết diện dây quấn: Trong đó: W = 2825 (vòng): số vòng cuộn dây. lcd = 10 (mm): bề dầy cuộn dây. Chọn kld = 0,5: hệ số lấp đầy cuộn dây. Với klđ = (0,3¸0,7). hcd = 30 (mm): chiều cao cuộn dây. Vậy tiết diện dây quấn nam châm: b. Đường kính dây quấn của cuộn dây : Đường kính dây quấn không có cách điện. Theo bảng (5-8)/276-277- quyển 1 ta chọn vật liệu dây quấn là điện dây quấn là đồng ký hiệu p$. Tra bảng với chọn đường kính dây quấn d = 0,27 (mm) : không có cách điện. Ta có đường kính dây quấn kể cả cách điện : d¢ = 0,31(mm). Nên ta có hệ số lấp đầy cuộn dây : So sánh với klđ = (0,3¸0,7) ta thấy klđ = 0, 7 là hợp lý. Ta có tiết diện dây quấn với kld = 0,7 : 5. Tính toán vòng ngắn mạch chống rung: a. Xác định trị số trung bình của lực điện từ ở khe hở làm việc khi không có vòng ngắn mạch ở trạng thái hút của phần ứng. Theo công thức (5 - 52)/267- TL 1 ta có lực hút trung bình khi phần ứng bị hút: Trong đó: Stn : tổng diện tích trong và ngoài vòng ngắn mạch Stn = S1 - 2.b’.Dv. Với Dv = 2 (mm): bề rộng vòng ngắn mạch. S1 = 304,5 (mm2): tiết diện cực từ bên. b’ = 21 (mm): bề rộng cực từ. Stn = 304,5 - 2. 21. 2 = 220,5 (mm2) = 220,5.10-6 (m2). fdtb: từ thông trung bình qua khe hở không khí khi phần ứng hút. Vậy lực hút trung bình khi hút: b. Tỷ số giữa lực điện từ nhỏ nhất và giá trị trung bình của lực điện từ khi không có vòng ngắn mạch: Theo công thức (5 - 53)/267- TL 1 ta có: Trong đó: kdt = 1: hệ số dự trữ của thành phần lực đập mạch. Tại d= 2,3 (mm). Vậy : . c.Tỷ số giữa điện tích cực từ ngoài và diện tích cực từ trong vòng ngắn mạch theo 267 - TL 1 Mà ta có: St + Sn = 220,5.10-6 (m2). Vậy ta có: St = 160.10-6 (m2). Sn = 60,5.10-6(m2). d. Điện trở vòng ngắn mạch: Theo công thức (5 - 54)/267- TL 1 ta có điện trở vòng ngắn mạch Trong đó: w = 2. p. f = 100 (rad/s). Sh = 0,2. 10-3 (m): khe hở khi nắp hút. m0 = 1,256 . 10-6 (H/m) Stn = 220,5 . 10-6 (m2). fl= 0,8. Vậy điện trở vòng ngắn mạch: e. Góc lệch pha giữa từ thông trong t và n khi số vòng ngắn mạch Wnm=1. Theo công thức (5 - 55)/268- TL1 ta có: Mà ta có: Nên góc lệch pha: Trong đó: w = 100 (rad/s) m0 = 1,256. 10-6 (H/m) St = 160.10-6 (mm2) rnm = 1,4 . 10-4 (W) dh = 0,2 . 10-3 (m) Þ j = 67,60 Þ cosj = 0,38. Vậy ta thấy V j = 670 là phù hợp với j =( 500¸800 ). f. Xác định từ thông trong và ngoài vòng ngắn mạch: Theo công thức ( 5- 56 )/268- TL1 ta có từ thông trong vòng ngắn mạch: Trong đó: fdh = 1,5. 10-4 (Wb). Þ nên ta có từ thông ngoài vòng ngắn mạch: fn = c.ft = 1.0,9.10-4= 0,9.10-4(Wb) g. Từ cảm khe hở vùng ngoài vòng ngắn mạch. So sánh Bn = 1,47 (T) < [Bn]= 1,6 (T) là thích hợp. h. Xác định các lực điện từ. Theo công thức trang 268- TL 1 ta có giá trị lớn nhất của lực điện từ là: Trong đó: Cos2j = cos (2. 67,60) = - 0,7095. Vậy: Þ Giá trị trung bình của lực điện từ: Ftb = Ftbt + Ftbn = 26,1 + 10,1= 36,2 (N). Vậy giá trị nhỏ nhất của lực điện từ: Fmin = Ftb - Fmax = 36,2 - 22,6 = 13,6 (N). Đây là Fmin của một cực từ bên do đó Fdtmin do NCĐ sinh ra sẽ là Fđtmin = 4. Fmin = 4. 13,6 = 54,4 (N). Ta thấy F đtmin > Fcơ hmax = 44,8(N) do đó nắp không bị rung. k. Tổn hao năng lượng trong vòng ngắn mạch: Theo công thức (5 - 57)/269- TL1 ta có: Trong đó: KUmax = 1,1: hệ số tăng áp. KUmin = 0,85: hệ số sụt áp. w = 100 (rad/s). ft = 0,9. 10-4 (Wb). rnm = 1,5. 10-4 (W). Þ l. Xác định kích thước của vòng ngắn mạch: Chu vi vòng ngắn mạch: P = 2 ( b’ + D + ) = 2. ( 21 + 2 + ) = 61,2 (mm). Chọn vật liệu làm vòng ngắn mạch là đồng cứng tinh khiết r20 = 0,01681. 10-3 (Wmm): điện trở suất của vật liệu ở 200C. a = 0,0043 (1/0C): hệ số nhiệt điện trở của vật liệu. Nhiệt độ phát nóng của vòng ngắn mạch là 2000C. Nên ta có điện trở suất của vật dẫn ở nhiệt độ phát nóng: r200 = r20. [1 + a (q - 20)] = 0,01681. 10-3 [1 + 0,0043. (200 -20)] = 0,03 . 103 (Wmm). Tiết diện vòng ngắn mạch. Như vậy chiều cao của vòng ngắn mạch: ¯ D ­ 6. Hệ số toả nhiệt của vòng ngắn mạch. a.Toả nhiệt trong không khí: Theo trang 269 - TL 1: Ktkk= 3. 10-3 .(1 + 0,0017 . q) = 3. 10-3 .(1 + 0,0017. 200 ) = 4,02. 10-3 (W/cm2 0C). Với q = 2000C. nhiệt độ phát nóng của vòng ngắn mạch. b. Toả nhiệt trong lõi thép. Ktkk= 2,9. 10-3. (1 + 0,0068. q) = 2,9. 10-3. (1 + 0,0068. 200 ) = 6,84. 10-3 (W/cm2 0C). c.Diện tích toả nhiệt trong vòng ngắn mạch: - Trong không khí: S1 = 2. P. Dv + 2. . hnm = 2. 61,2. 2 + 2. = 430,5 (mm2). - Trong lõi thép: S2 = 2b’. hnm + 2b’.Dv + P.hnm = 2. 21. 6,1 + 2. 21. 2 + 6,1. 61,2= 806,5 (mm2). d.Dòng điện đặc trưng cho tổn hao năng lượng trong ngắn mạch: Þ dòng điện qui đổi của vòng ngắn mạch về cuộn dây nam châm điện: 7. Tổn hao trong lõi thép: a. Xác định trọng lượng lõi thép M. M = V. g . kc. Trong đó: kc = 0,9 : hệ số ép chặt. g = 7,55 (g/cm3): trọng lượng riêng của thép. V = H. A. b’ - 2hcs. C. b’ : thể tích lõi. Với: H = 66 (mm): chiều cao nam châm điện A= 86 (mm): chiều dài nam châm điện. hcs = 38 (mm): chiều cao cửa sổ. b’ = 21 (mm): kích thước lõi C = 18 (mm) chiều rộng cửa sổ. Nên ta có: V = 66.86. 21 - 2. 38 .18. 21 = 90500 (mm3).= 90,5(cm3) Vậy trọng lượng lõi thép: M = 90,5. 7,55 . 0,9 = 615 ( g).=0,615(kg) b. Suất tổn hao lõi thép ứng với từ cảm cực đại: Trong đó: kir = 0,6 Ku = 1,1: hệ số tăng áp. Uđk = 380 (V): điện áp điều khiển. W = 2825 (vòng): số vòng cuộn dây. Vậy từ cảm cực đại của lõi thép: So sánh với việc chọn Bmax = 1 (T) là thoả mãn c. Công suất tổn hao trong lõi: PFe = kd. Pmax. M Trong đó: kd = (2¸3): hệ số xét đến sự tăng tổn hao mạch từ. Chọn kd = 2 Pmax =P10. = 1,55. (0,9)2 =1,25 (W/kg) Với PV0 = 1,55 (W/kg): suất tổn hao riêng lõi thép (theo bảng 5t-4 TL1). M = 0,615 (kg): khối lượng mạch từ. Vậy công suất tổn hao trong lõi thép: PFe = 2. 1,25. 0,615 = 1,54(W). 8. Tính dòng điện trong cuộn dây: a. Dòng điện trong cuộn dây khi hút: Khi nắp đóng, d rất nhỏ (d = 0,2 mm), dòng điện trong cuộn dây gồm: dòng điện trong cuộn dây, dòng điện từ hoá khe hở, dòng điện khắc phục tổn hao trong lõi thép và dòng quy đổi của dòng điện trong vòng ngắn mạch. Trong đó: (+).:dòng điện từ hoá khe hở không khí.d Vì R << X nên coi R » 0. Với GS = Gd + Grqđ = 1,625. 10-6 + 0,068. 10-6 = 1,69. 10-6 (H). w = 100 (rad/s). W = 2825 (Vòng): số vòng cuộn dây. Uđk = 380 (V). Vậy ta có: (+). Ith: dòng điện từ hoá trong lõi thép. Theo phương trình từ hoá lõi thép ta có: Ith. W = SHi . li Trong đó: SHi . li = SHtb . ltb: tổng từ áp trên các phân đoạn mạch từ. Htb: giá trị trung bình của cường độ từ trường trong lõi thép tính theo giá trị hiệu dụng của Bmax. Căn cứ vào đường cong từ hoá của thép 41 hình ( 5-6 )/195 TL 1: Với Bmax = 0,9 T => Hm = 1,5 (A/cm). Mà: Htb = = 1,06 (A/cm). Ta có: Ltb = 2. A + 3. C = 2. 8,6 + 3. 1,8= 22,6 (cm). Vậy ta có dòng điện từ hóa trong lõi thép: (+). : dòng điện đặc trưng cho tổn hao năng lượng trong lõi thép. Trong đó: PFe = 5,656 (W): công suất tổn hao trong lõi thép. Uđk = 380 (V): điện áp định mức của cuộn dây. kumax = 1,1: hệ số tăng áp. Vậy dòng điện đặc trưng cho tổn hao trong lõi thép: (+). Inmqđ = 0,12 (A): dòng điện qui đổi của cuộn dây. Vậy giá trị biên độ của dòng điện khi hút: Nên ta có mật độ dòng khi hút: Như vậy: Jh = 2,3 (A/mm2) < [Jcp] = 4 (A/mm2) là phù hợp. b. Dòng điện cuộn dây khi nhả d = 8,3 (mm): Khi nhả dòng điện trong cuộn dây chủ yếu là dòng điện từ hoá khe hở không khí, dòng điện từ hóa lõi thép và tổn hao rất lớn. Do vậy dòng điện trong cuộn dây được tính gần đúng theo công thức (1_53) TL2 : Trong đó: GS = Gd + Grqđ = 68. 10-9+60. 10-9 = 128. 10-9 (H). kumax = 1,1: hệ số tăng áp. W= 2825 (vòng). Uđm = 380 (V). Dòng điện khi nhả: Hệ số tầng dòng điện: Vậy KI = 7, 7 nằm trong giới hạn cho phép [KI] = ( 4¸15 ). 9. Tính toán nhiệt dây quấn nam châm điện: a. Tính điện trở dây quấn : Theo công thức (1_45) TL2 : Trong đó: ltb: độ dài trung bình của một vòng dây. ltb = 4. ( a + lcd + 2D) Với: lcd = 10 (mm): bề dày cuộn dây. a = 21 (mm): bề rộng cực từ giữa. D = D1 + D2 + D5 = 1,5 + 0,5 + 0,5 = 2,5 (mm). Þ ltb = 4 (21 + 10 + 2. 2,5) = 144 (mm) W = 2825(vòng): số vòng cuộn dây. q = 0,074 (mm2): tiết diện dây quấn. rq: điện trở suất của dây quấn ở nhiệt độ cho phép của cấp cách điện A (1050C). rq = r20. [ 1+ a. ( 105- 20 )] = 0,01681. 10-3.[ 1+0,0043.(105-20)] = 0,023.10-3 (W.mm). Nên điện trở dây quấn: b. Tổn hao năng lượng trong dây quấn: Theo công thức trang 40 TL2 : Pdq = Ih2 . R = (0,17)2. 126,4 = 3,8 (W). Trong đó  Ih = 0,17 (A) : dòng điện khi hút. c. Độ tăng nhiệt bề mặt cuộn dây: Theo công thức (1-46)/ 39 – quyển 3 về sự hút làm nóng cuộn dây của nam châm điện ta có: Trong đó: kT: hệ số toả nhiệt cuộn dây. Theo bảng (6-5)/301- TL 1: KT = (10 ¸ 20) (W/m2 0C). Nên ta chọn KN = 14 (W/m2 0C). Stn: diện tích toả nhiệt của cuộn dây Stn = Sxq + Sđ. Sxq = P. hcd Với P: chu vi ngoài cuộn dây. P = 2. ( a + 2.lcd) + 2. ( b’ + 2.lcd) = 2. ( 21 + 2. 10) + 2. (21 + 2. 10) = 164 (mm). Sxq =164.30 = 4920 (mm2) = 4,92. 10-3 (m2). Sđ = . 2. lcd. hcd : một phần diện tích đáy. = .2. 10. 30 = 450 (mm2) = 0,45. 10-3 (m2) Nên diện tích toả nhiệt: Stn = 4,92. 10-3 + 0,45. 10-3 = 5,37. 10-3 (m2). Nhiệt độ phát nóng của cuộn dây: q = qmt + t = 40 + 50,5 = 90,5 (0C). Như vậy nhiệt độ phát nóng cuộn dây q = 90,5< [qcp] = 1050C là hoàn toàn phù hợp. 10. Tính và dựng đặc tính lực hút: Theo công thức (5-50)//263- TL 1. Trong đó : k = 0,25 : hệ số xét tới thứ nguyên lực. fd = ftb: từ thông trung bình của lõi thép. ku: hệ số đánh giá sự thay đổi điện áp nguồn. kir = 0,6: hệ số đánh giá sự ảnh hưởng điện áp trong dây quấn. sr: hệ số từ rò. Như phần trước đã trình bày: Gr = const ® Uđk = 380 (V): điện áp cuộn dây. W = 2825 (vòng): số vòng cuộn dây. Vậy lực hút điện từ: Thay đổi các hệ số ku ta có: ku = 0,85 ® Ftb = = 3,1. 10-4(Wb). ku = 1 ® Ftb = = 3,65. 10-4(Wb). ku = 1,1 ® Ftb = = 4,02. 10-4(Wb). Để dựng đặc tính lực hút ta thay đổi từng giá trị d: 0,2 ; 1 ; 2,3 ; 4 ; 6 ; 8, 3 và thay đổi KU tương ứng. KU = 0,85 ; 1; 1,1. Nên ta có bảng xác định F đth theo công thức trên: d (mm). Fdtth (N) Gd (.10-9H). ku = 0,85. ku = 1. ku = 1,1. 0,2 95,5 132,4 160,7 1625 1 65,5 91 110 340 2,3 40 56 68 159 4 26,5 37 45 100 6 14,5 20,4 25 74 8,3 10,2 14 17 60 11.Tính và dựng đặc tính nhả: Ta có hệ số nhả là tỷ số giữa dòng điện hoặc điện áp cuộn dây khi phần ứng của nam châm điện nhả và khi tác động. knhI = knhU = Trong trường hợp đơn giản, ta cũng có thể xác định qua đặc tính lực của nam châm điện (trên sơ đồ đặc tính lực). knh = Xét tại điểm tới hạn d= 2,3 (mm) : knh = = 0,7. Vậy ta có giá trị điện áp nhả: với kU = 0,85. Unh = knh. Utđ = knh. 0,85. Uđm = 0,7. 0,85. 380 = 226 (V). Từ thông trung bình trong lõi thép khi nhả: Vậy lực điện từ tương ứng với Unh được xác định theo công thức: Thay đổi các giá trị của khe hở không khí d ta xác định được các giá trị của đặc tính nhả như trong bảng sau: Khe hở d (mm) 0,2 1 2,3 4 6 8,3 Fđtnhả (N) 40 28,2 16,9 11 7 4,2 12. Tính toán gần đúng thời gian tác động và thời gian nhả: Thời gian tác động (ttđ) là quãng thời gian kể từ thời điểm đưa tín hiệu tác động cho đến khi nắp chuyển động xong. (d = dmin). ttd = t1 + t2. Trong đó: t1 : thời gian khởi động khi tác dộng. t2: thời gian chuyển động khi tác động. +. Đối với nam châm điện xoay chiều: Xét thời gian tác động: ttd = t1 + t2. Với t1: Do dòng điện và từ thông biến thiên tuần hoàn với tần số f còn lực điện từ F đt biến thiên với tần số 2f. Trong thời gian t1 vì khe hở không khí lớn (d =dmax). Nên dòng trong cuộn dây quá lớn vì vậy nếu đóng điện vào thời điểm mà dòng điện đi qua điểm 0 chỉ sau 1/4 chu kỳ từ thông đạt trị số cực đại còn nếu đóng điện vào thời điểm i ¹ 0 thì quãng thời gian để đạt từ thông cực đại cũng không quá 1/2 chu kỳ. Do đó lực điện từ đại trị số cực đại với thời gian bé hơn 1/2 chu kỳ. Như vậy cho rằng t1 = 1/2 chu kỳ là thời gian lâu nhất để khởi động: Þ t1 = = 0,01 (s). Với t2 : Theo công thức (1 - 91)/59- quyển 3 ta có: Trong đó: m khối lượng phần động. m = = 0,037 (kg). Với g = 9,8 (m/s2): gia tốc trọng trường. G = 0,36 (kg): trọng lượng phần động. (+) Dx1 = ( 8,3 - 6).10-3 = 2,3. 10-3 (m) (+) Dx2 = (6 – 2,3).10-3 = 3,7. 10-3 (m). (+) Dx3 = (2,3 - 1).10-3 = 1,3. 10-3 (m). (+) = (1- 0,2) . 10-3 = 0,8.10-3 (m). Vậy ta có thời gian tác động của nam châm điện: ttđ = t1 + t2 = 0,01 + 21.10-3= 31.10-3 (s). Thời gian nhả là quãng thời gian từ khi cắt điện của cuộn dây đến khi nắp của nam châm điện kết thúc chuyển động (d = dmax). tnh = t3 + t4. Trong đó: t3 : thời gian khởi động khi nhả. t4: thời gian chuyển động khi nhả. Cho rằng t3 = 1/2 chu kỳ là thời gian lâu nhất để khởi động: t3 = = 0,01 (s). Mà ta có: t4 = m = = 0,037 (kg). Các khoảng như trên Thời gian nhả của nam châm điện: tnh = t3 + t4 = 0,01 + 21.10-3= 31.10-3 (s). Phần VI : Thiết kế kết cấu. Thiết kế kết cấu giúp chúng ta hình dung một cách chính xác, rõ ràng và cụ thể kết cấu công tắc tơ cần thiết kế . Để làm tốt phần này ta cần dựa vào : - Kết cấu đã lựa chọn ban đầu. - Các số liệu tính toán. - Tham khảo các mẫu có trong thực tế. Nhiệm vụ của công tác thiết kế kết cấu là : cần xác định chính thức hình dạng của vỏ, chính xác hoá các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, hiệu chỉnh các kích thước của chi tiết, bộ phận công công tắc tơ và thiết kế bản vẽ kỹ thuật cho công tắc tơ I. Kết cấu vỏ Vỏ của công tắc tơ có nhiệm vụ che chắn, bảo vệ ngăn cách các bộ phận của công tắc tơ với môi trường bên ngoài, bảo vệ trước các tác động của môi trường về mặt hoá học và cơ học đồng thời nó có tác dụng cách điện cho các phần mang điện và phần không mang điện cũng như cả đất với công tắc tơ . Vì vậy vật liệu làm vỏ phải có độ bền cơ hoá và điện cao . Đồng thời phải đảm bảo không có tác dụng với môi trường . Mặt khác kết cấu của vỏ phải có tính thẩm mỹ và thuận tiện an toàn trong sử dụng . Việc này đòi hỏi không ít thời gian và công sức trong khi thiết kế do tầm quan trọng của nó Vật liệu làm vỏ : như ở trên đã phân tích thì ta chọn nhựa K18 -2 là vật liệu để làm vỏ, tính chất của nhựa K18 -2 như sau : _ Có màu đen _ Có độ bền cơ cao, ít chịu tác dụng hoá học và điện _ Đảm bảo độ bóng bề mặt khi gia công */ Kết cấu vỏ : chia làm 3 phần : Đế – Thân – Nắp + Phần đế : có tác dụng ôm và đỡ mạch từ cảu nam châm và cuộn dây, ngoài ra còn dùng để lắp ghép công tắc tơ vào các vị trí cần sử dụng, do đó bề dày của phần đế thường được làm dày hơn, có chỗ dày đến 10 mm (chỗ lắp công tắc tơ vào bảng điện bằng bulông c) + Phần thân : có tác dụng che chắn mạch từ và để gắn các tiếp điểm tĩnh chính và phụ, bề dày của phần thân là 3 mm + Phần nắp : có tác dụng bao bọc phần phía trên của cơ cấu truyền động và cả hệ thống tiếp điểm, buồng dập hồ quan . Kết cấu của phần nắp đảm bảo cách điện giữa các pha và thuận tiện cho việc đấu nối công tắc tơ vào mạch điện Bề mặt của vỏ phải nhẵn, sạch và trên vỏ phải ghi đầy đủ các thông số kỹ thuật của công tắc tơ II. Hệ thống tiếp điểm 1. Hệ thống tiếp điểm chính a. Thanh dẫn tĩnh + Vật liệu thanh dẫn: Đồng kéo nguội M1 -TB với các thông số kỹ thuật sau : q = 1083 (oC)  : Nhiệt độ nóng chảy. r20 = 0,01741.10-3 (Wmm)  : Điện trở suất 20 oC. a = 0,0043 (1/oC)  : Hệ số nhiệt điện trở l = 3,9 (W/cmoC)  : Độ dẫn điện. g = 8,9 (g/cm3) : Khối lượng riêng. HB = 80 ¸ 120 (kg/mm2) : Độ cứng Brinen. [qcp] = 95oC : Nhiệt độ phát nóng cho phép + Số lượng: 6 + Kích thước thanh dẫn: - Rộng: a = 15 mm - Dày: b = 1,5 mm - Dài: l = 60 mm b. Thanh dẫn động + Vật liệu thanh dẫn: Đồng kéo nguội Ml – TB với các thông số kỹ thuật như của thanh dẫn tĩnh + Số lượng: 3 + Kích thước - Rộng: a = 14 mm - Dày: b = 1,2 mm - Dài: l = 48 mm c. Tiếp điểm + Vật liệu tiếp điểm: Bạc – Niken _ Than chì Ký hiệu KMK – A32M với các thông số kỹ thuật sau: g = 8,7 (g/cm3) : Khối lượng riêng. qnc = 3403 (oC)  : Nhiệt độ nóng chảy r20 = 4,0.10-5 (Wmm)  : Điện trở suất ở 20oC l = 3,25 (W/cmoC)  : Độ dẫn nhiệt. HB = (65 ¸ 85) (kg/mm2) : Độ cứng Brinen Chọn HB = 80 (kg/mm2) a = 3,5.10-3 (1/oC) : Hệ số nhiệt điện trở. + Số lượng: - Tiếp điểm động: 6 - Tiếp điểm tĩnh: 6 + Kích thước tiếp điểm: - Tiếp điểm động (hình trụ cầu) : d = 12 mm; h = 1,4 mm - Tiếp điểm tĩnh (hình hộp chữ nhật) : a = 12 mm ; b = 10 mm ; h = 1,4 mm d. Đầu nối + Vật liệu đầu nối: Đồng M1 + Vật liệu Bulông: thép ít cacbon CT3 + Số lượng: - Đầu nối: 6 - Bulông: 6 + Kích thước: sử dụng vít có ren tháo rời M5x10 e. Lò xo tiếp điểm chính + Vật liệu: thép cacbon dạng băng, ký hiệu Y10A _1T có độ bền cơ cao + Số lượng: 3 + Kích thước: - Đường kính dây lò xo: d = 0,9 mm - Đường kính lò xo: D = 9 mm - Số vòng làm việc: W = 7 vòng - Số vòng kết cấu: Wo = 8 vòng - Chiều dài kết cấu: lk = 6,3 mm ln = 9,75 mm - Bước lò xo: tk = 0,9 mm tn = 1,2 mm 2. Hệ thống tiếp điểm phụ a. Thanh dẫn tĩnh Gồm 4 chiếc gắn vào phần thân, 4 chiếc gắn vào phần đế nhựa bằng vít M3x10 + Vật liệu thanh dẫn: Đồng kéo nguội Ml – TB có thông số kỹ thuật như trên + Số lượng: 4 + Kích thước: - Rộng: a = 7 mm - Dày: b = 0,6 mm - Dài : l = 40 mm b. Thanh dẫn động : được gắn vào giá đỡ tiếp điểm động + Vật liệu: Đồng kéo nguội Ml – TB + Số lượng: 4 + Kích thước: - Rộng: a = 6 mm - Dày: b = 0,4 mm - Dài: l = 30 mm c. Tiếp điểm + Vật liệu: Bạc kéo nguội với các thông số kỹ thuật sau: Ký hiệu: Ag-CP999 Các thông số kỹ thuật: g = 10,5 (g/cm3) Khối lượng riêng. qnc= 961 (0C) Nhiệt độ nóng chảy. r20 =1,59. 10-5 (Wmm) Điện tử suất ở 20C. l = 4,16 (W/mm0C) Độ dẫn nhiệt. HB = 30 ¸ 60 (kg/mm2) Độ cứng Briven. Chọn: HB = 30 (kg/mm2). a = 0,004 (1/0C) Hệ số nhiệt điện trở. + Số lượng tiếp điểm: - Tiếp điểm động: 8 - Tiếp điểm tĩnh: 8 + Kích thước tiếp điểm - Tiếp điểm động = tiếp điểm tĩnh: d = 4 mm ; h = 1,2 mm d. Đầu nối + Vật liệu: Đồng M1 + Vật liệu bulông: thép ít cacbon CT3 + Số lượng: _ Đầu nối: 8 _ Bulông: 8 + Kích thước: sử dụng dạng vít có ren tháo rời M3x10 e. Lò xo tiếp điểm phụ + Vật liệu : thép cacbon dạng băng, ký hiệu Y10A _1T có độ bền cơ cao + Số lượng: 2 + Kích thước: - Đường kính dây lò xo: d = 0,3 mm - Đường kính lò xo: D = 3 mm - Số vòng làm việc: W = 23 vòng - Số vòng kết cấu: Wo = 24 vòng - Chiều dài kết cấu: lk = 6,9 mm ln = 9,65 mm - Bước lò xo: tk = 0,3 mm tn = 0,4 mm III. Nam châm điện: 1. Chọn dạng kết cấu: Kiểu dáng kết cấu của nam châm điện là mạch từ chữ? hút thẳng. Cuộn dây được đặt ở cực từ giữa và vòng ngắn mạch được đặt ở hai cực từ bên. 2. Chọn vật liệu: Mạch từ của nam châm điện xoay chiều, mạch từ được ghép bằng các lá thép kỳ thuật điện. Vật liệu làm mạch từ cho nam châm điện là thép kỹ thuật điện hợp kim cao. Kí hiệu $41. Độ dày mỗi lá: D = 0,5 (mm). Từ cảm cực đại tần số f = 50 (Hz): Bmax = 1,2 (T). Khối lượng riêng: 7,55 (g/cm3). 3. Các thông số chủ yếu và kích thước chủ yếu của nam châm: - Kích thước cực từ giữa: a = 21 mm; b' = 21 mm - Kích thước cực từ bên: a' = 14,5 mm; b' = 21mm - Kích thước cuộn dây: Chiều cao cuộn dây hcd = 30 mm; bề dầy cuộn dây: lcd = 10 mm. - Kích thước nam châm điện: Bề rộng cửa sổ: C = 18 mm; chiều cao cửa sổ mạch từ: hcs = 38 mm; chiều cao nam châm điện: H = 66 mm Chiều cao đáy nam châm điện: hd = 13 mm chiều cao nắp nam châm điện: hn = 15mm Chiều dài nam châm điện: A = 86 mm - Số vòng cuộn dây nam châm: W = 2825 vòng - Tiết diện dây cuốn: q = 0,074 mm2 - Đường kính dây cuốn của cuộn dây: d = 0,27 mm Đường kính dây cuốn kể cả cách điện d' = 0,31 mm Vật liệu dây cuốn là đồng. Ký hiệu: p$B-1 - Kích thước của vòng ngắn mạch: Chọn vật liệu của vòng ngắn mạch là đồng cứng tinh khiết. Chiều cao của vòng ngắn mạch hnm = 6,1 mm Trọng lượng lõi thép: M = 0,615 kg Kết luận: Kiểu dáng kết cấu cho công tắc tơ mà em đã thiết kế: - Mach từ chữ?. -Kiểu hút: Hút thẳng - Tiếp điểm: Một pha hai chỗ ngắt - Buồng dập hồ quang: Kiểu dàn dập - Hệ thống phản lực: 3 lò xo tiếp điểm chính 2 lò xo nhả 2 lò xo tiếp điểm phụ - Vỏ nhữa cứng màu đen, kết cấu của cách điện dạng gờ, mái bật. IV. Hệ thống MạCH từ 1. Mạch từ tĩnh Mạch từ tĩnh được đặt lên phần đế nhựa, phía dưới có lò xo hoãn xung nhằm giảm chấn động mạch từ khi công tắc tơ làm việc + Vật liệu mạch từ: dùng thép hợp kim cao: ký hiệu với các thông số kỹ thuật sau: Độ dày mỗi lá: D = 0,5 (mm). Từ cảm cực đại tần số f = 50 (Hz): Bmax = 1 (T). Lực phản kháng HC = 0,280,36 (A/cm) Từ cảm dư Bdư = 0,50,8 T Từ cảm bão hoà Bbh = 1,94T Độ từ thẩm cơ bản M = 300400 (H/m) Độ từ thẩm cực đại Mmax = (7,99).1000 (H/m) Từ cảm khi Mmin B = 0,60,8 T Tổn hao từ trễ khi bão hoà (mJ/cm3) cho 1 vòng : 0,10,15 Điện trở suất = (5572).10-8 (m) Khối lượng riêng: 7,55 (g/cm3). Thành phần cacbon 0,01% + Số lượng: 1 chiếc + Số lá thép: 38 lá 2. Mạch từ động - Mạch từ động được nâng bởi 2 lò xo nhả có trụ dẫn hướng . Trên mạch từ động có gắn giá tiếp điểm động và các tiếp điểm động + Vật liệu: dùng thép hợp kim cao + Số lượng: 1 chiếc + Số lá thép: 38 lá 3. Lò xo nhả + Vật liệu: thép cacbon dạng băng, ký hiệu Y10A _1T có độ bền cơ cao + Số lượng: 2 + Kích thước: - Đường kính dây lò xo: d = 0,85 mm - Đường kính lò xo: D = 8,5 mm - Số vòng làm việc: W = 18 vòng - Số vòng kết câu: W0 = 19 vòng - Chiều dài kết cấu: lk = 15,3 mm ln = 24,7 mm - Bước lò xo: tk = 0,85 mm tn = 1,3 mm V. Hệ thống dập hồ quang - Kết cấu buồng dập hồ quang của công tắc tơ là buồng dập kiểu dàn dập - Vật liệu làm buồng dập hồ quang là xi măng - Amiăng - Số tấm tại mỗi chỗ ngắt: 5 tấm Số khoảng trống: 4 Chiếu dài nhỏ nhất của một tấm ngắt lt = 0,3 cm Chiều dầy của mỗi tấm là: 2 mm Khoảng cách giữa các tấm là: 4 mm tài liệu tham khảo. 1.Thiết kế khí cụ điện hạ áp. (TL 1) Bộ môn Thiết bị điện - Điện tử, trường ĐH Bách khoa Hà Nội năm 1986. 2.Khí cụ điện. (TL 2) Phạm Văn Chới. Bùi Tín Hữu. Nguyễn Tiến Tôn. 3.Chi tiết máy. (TL 3) Nguyễn Trọng Hiệp _ năm 1982

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docĐồ án - thiết kế công tắc tơ xoay chiều 3 pha_TDH_BK.doc