Расчет электромагнитной цепи лампы светофора в устройствах железнодорожной автоматики

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра общей электротехники

Курсовая работа

«Расчет электромагнитной цепи»

Кемерово 2010

Содержание

1. Принцип работы схемы

2. Схема мигания

3. Построение ВАХ катушки

4. Построение ВАХ цепи

5. Нахождение формы кривой в дросселе

6. Расчет переходного режима

7.Правила безопасности

Приложения

1. Принцип работы схемы

Данная схема используется как комплект мигания лампы светофора в устройствах железнодорожной автоматики. Данная схема состоит из следующих элементов:

1) реле МГ

2) два активных сопротивления R₁, R₂.

2) конденсатор C

3) диодный мост

4) лампочку R_л,

5) контакт реле МГ', МГ''

8) кнопку включения с фиксацией.

Питание схемы осуществляется от источника переменного напряжения величиной 12В. Для получения питания постоянным током используется выпрямитель на основе диодного моста. При включении схемы (нажатием на кнопку) ток течет по следующей цепи: “+” диодного моста, контакт кнопки включения, контакт реле МГ', сопротивление R₂, катушка реле МГ, “ -“ диодного моста. Одновременно с протеканием тока в цепи происходит зарядка конденсатора C. После того когда конденсатор C зарядится напряжение на катушки реле МГ увеличится и реле МГ притянет свой якорь, и контакт МГ' перебросится, разрывая цепь питания реле МГ. Но реле МГ будет находиться под напряжением за счет разряда конденсатора C через катушку реле МГ и сопротивление R₁, которое служит для регулировки продолжительности разряда конденсатора C. После разряда конденсатора C напряжение на реле МГ упадет до минимальной величины, якорь реле МГ отпадает и контакты реле МГ' и МГ'' возвращается в исходное положение и цикл повторяется. Реле МГ замыкая-размыкая контакт МГ” подает напряжение на лампочку R_л светофора, чем обеспечивает режим мигания. Скорость зарядки конденсатора C можно регулировать величиной сопротивления R₂ (режим «лампочка не горит»), скорость разрядки конденсатора C можно регулировать, изменяя величину сопротивления R₁(режим «лампочка горит»).

2. Схема мигания

Размещено на http://www.allbest.ru/

В качестве нелинейного элемента в схеме выступает реле «МГ», представляющее собой на схеме замещения катушку с сердечником.

Диодный мост предполагаем, состоит из диодов с идеализированной ВАХ.

Параметры сердечника катушки:

автоматика железнодорожный электромагнитный

Материал сердечника катушки характеризуется следующей зависимостью:

Т.к. в схеме присутствует идеальный диодный мост, то в нагрузку поступает выпрямленное напряжение, не содержащее отрицательных полуволн. Для учета этого факта представим источник e(t) как несинусоидальный и разложим в ряд Фурье на несколько синусоидальных составляющих.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Данный несинусоидальный сигнал раскладывается в ряд Фурье по формуле:

Из бесконечного ряда Фурье выделим 3 первых гармонических составляющих и определим максимальное и действующее значение ЭДС, эквивалентной данному несинусоидальному сигналу:

- амплитуда эквивалентной синусоиды.

- действующее значение эквивалентной синусоиды.

3. Построение ВАХ катушки

Дано: f=50 Гц, W=220 витков, S=150 мм², =0,2 м, R=100 Ом, С=40•10^-6 Ф.

Расчет действующих значений тока и напряжения (пример расчета для последней точки)

По полученным действующим значениям строим ВАХ катушки.

4. Построение ВАХ цепи

Схема замещения:

Дано: f=50 Гц; щ=2р•f=314.16 рад/с; W=220 витков; S=150 мм²; R=100 Ом;C=40 мкФ;

; .

Пример расчета для последней точки:

По полученным действующим значениям строим ВАХ цепи.

5. Нахождение формы кривой в дросселе

6. Расчет переходного режима

Используя классический метод расчета, определим переходное напряжение u_c(t) в момент срабатывания реле «МГ» (т.е. рассмотрим процесс разрядки конденсатора).

e(t)=13.065•sin(314•t) -

ЭДС, эквивалентная несинусоидальному сигналу.

C=40•10^-6 Ф; R₁=50 Ом; R₂=100 Ом.

На ВАХ катушки возьмем точку из рабочего режима катушки и определим X_L:

1) Принужденный режим.

2) Характеристическое уравнение.

3) Независимые начальные условия.

4) Расчет свободного режима.

.

По истечению этого времени якорь реле МГ отпадает и контакты реле МГ' и МГ'' возвращается в исходное положение и цикл повторяется.

7. Правила безопасности

Питание данной схемы осуществляется напряжением 12В, согласно правилам электробезопасности при обслуживании электроустановок, данное напряжение является безопасным.

При обслуживании устройств электроавтоматики основными требованиями по охране труда являются проведение организационных и технических мероприятий.

К организационным мероприятиям относятся:

1) проведение инструктажа по технике безопасности (обслуживать и ремонтировать это устройство могу только люди, имеющие соответствующую группу допуска).

2) оформление работ нарядом или по распоряжению.

3) организация надзора за производством работ.

4) оформление окончания работ.

К техническим мероприятиям относятся:

1) снятие напряжение с обслуживаемой схемы

2) проверка отсутствия наличия напряжения

3) организация не возможности подачи напряжения в схему

4) наложение заземления

5) вывешивание запрещающих плакатов (например «НЕ ВКЛЮЧАТЬ! РАБОТАЮТ ЛЮДИ!»).

Производить ремонт нужно с использованием необходимых средств защиты. Инструменты должны быть с изолированными рукоятками. После ремонта необходимо подать напряжение, соблюдая необходимые меры предосторожности.

Приложение 1

точка 1-(90;0,6), точка 2-(722;1,3)

Приложение 2

точка А - рабочий (номинальный) режим катушки. Uk=6 B; Ik=0.104 A.

Приложение 3

точка А - рабочий режим цепи. U=12 В; I=0.134 А

Приложение 4

Приложение 5

Размещено на Allbest.ru