Разработка электромагнитного привода контактора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Разработка эскизного проекта конструкции контактора

1.1 Выбор типа магнитопровода, кинематической схемы подвижной части и размеров основных элементов

1.2 Выбор и описание принципа действия элементов дугогашения

2. Расчет и построение механической характеристики

2.1 Расчет сил тяжести подвижных элементов контактора

2.2 Выбор расчетных положений и расчет углов поворота подвижных элементов

2.3 Определение силы нажатия контактов

2.4 Определение начальной силы нажатия контактов

2.5 Определение силы возвращающей пружины

2.6 Расчет равнодействующей сил сопротивления движению якоря

2.7 Построение механической характеристики контактора

3. Расчет магнитных проводимостей рабочего и нерабочего воздушных зазоров и путей потоков рассеяния

3.1 Магнитная проводимость воздушного рабочего зазора

3.2 Магнитная проводимость путей потоков рассеяния

4. Определение магнитодвижущей силы привода

5. Расчет характеристик магнитной цепи

5.1 Составление схемы замещения магнитной цепи

5.2 Расчет сосредоточенной магнитодвижущей силы привода

5.3 Построение вебер-амперных характеристик участков скобы и сердечника

5.4 Построение вебер-амперных характеристик путей потоков рассеяния

5.5 Построение вебер-амперных характеристик якоря и воздушного нерабочего зазора

5.6 Построение вебер-амперных характеристик при дискретных значениях воздушного рабочего зазора

6. Построение тяговой характеристики

6.1 Определение магнитного потока в сечении воздушного рабочего зазора при заданной магнитодвижущей силе

6.2 Определение падения магнитного напряжения в воздушном рабочем зазоре

6.3 Расчет электромагнитной силы привода

Заключение

Список использованных источников

конструкция контактор



1. Разработка эскизного проекта конструкции контактора

1.1 Выбор типа магнитопровода, кинематической схемы подвижной части и размеров основных элементов

В расчетно-графической работе не осуществляется непосредственный выбор типа магнитопровода, кинематической схемы подвижной части и размеров основных элементов для проектируемого контактора. Они принимаются аналогичными существующим, согласно заданному контактору прототипу.

Эскиз контактора представлен в приложении А.

Контактор чертится при разомкнутом положении контактов (контактами к верху). Для правильного определения положения якоря контактора относительно торцевой поверхности наконечника сердечника необходимо первоначально рассчитать значение воздушного рабочего зазора дI .

Угол бI , на который повернется вся подвижная часть контактора при отсутствии неподвижного контакта, можно рассчитать по формуле

,

где Р- раствор контактов, м; Р = 10·10-3 м;

П- провал контактов, м; П = 3,8·10-3 м;

ОК- расстояние от точки вращения подвижной части до средней точки подвижного контакта, м; ОК = 80·10-3 м.

Рабочий воздушный зазор в положении при разомкнутых контактах определяется из прямоугольного треугольника по формуле

,

где ОС - расстояние от точки вращения подвижной части до оси наконечника сердечника, м; ОС = 35·10-3 м.

1.2 Выбор и описание принципа действия элементов дугогашения

Для разрабатываемого контактора выбрано наиболее распространенное и применяемое в контакторах троллейбусов электромагнитное дугогасительное устройство, состоящее из следующих элементов: дугогасительной камеры, магнитных полюсов, сердечника, дугогасительной катушки, верхнего и нижнего дугогасительного рогов.

Дугогашение в этом устройстве основано на принципе взаимодействия магнитного потока, образуемого дугогасящим устройством, и тока электрической дуги.

Дугогасительную камеру выполняют обычно в виде плоской коробки из специальной дугостойкой керамики, обладающей хорошей теплопроводностью и дугостойкостью.

Магнитные полюсы и магнитопровод дугогасительного устройства выполняют так, чтобы как можно больше сосредоточить магнитные потоки в дугогасящем пространстве и сократить до минимума вредное рассеивание магнитных линий индукции.

Дугогасительную катушку наматывают обычно из шинной меди на ребро и устанавливают непосредственно за верхним рогом.

Дугогасительные рога защищают контакты от обгорания (оплавления), удаляют катодное пятно с их рабочих поверхностей (возникающее при горении дуги) и охлаждают его благодаря быстрому перемещению пятна на холодной поверхности рога. Охлаждение катодного пятна способствует деионизации воздушного промежутка. Кроме того, дугогасительные рога как вспомогательный элемент облегчает разрыв дуги основным дугогасительным устройством.



2. Расчет и построение механической характеристики

2.1 Расчет сил тяжести подвижных элементов контактора

Подвижная часть контактора условно разбивается на простые фигуры (параллелепипеды, цилиндры и т.д.), объем и центр тяжести которых легко вычисляются.

Вес j-го элемента Qj, H, рассчитывается по формуле

где Vj - объем j-го элемента подвижной части, м3;

сj - плотность материала j-го элемента, кг/м3;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

м3;

Н;

м3;

Н;

м3;

Н;

м3;

Н;

м3;

Н;

На эскиз контактора наносим точки и стрелки приложенных сил тяжести элементов подвижной части.

2.2 Выбор расчетных положений и расчет углов поворота подвижных элементов

Для построения механической характеристики назначаем четыре расчётных положения:

- контакты полностью разомкнуты;

- перед соприкосновением контактов;

- после соприкосновения контактов;

- после окончания притирки (якорь плотно прижат к наконечнику сердечника).

Принимается допущение, что второе и третье положения отличаются только силой нажатия контактов . Во втором положении до соприкосновения контактов эта сила в расчетной схеме не учитывается, а в третьем - учитывается. Плечи действия всех остальных сил в этих положениях остаются без изменения.

Для каждого выбранного положения подвижной части строим расчетную схему (приложение Б).

Углы поворота подвижных элементов контактора относительно точки О определяются по формулам:

из первого положения во второе (третье):

;

,

из третьего положения в четвертое:

;

2.3 Определение силы нажатия контактов

Расчетная сила нажатия контактов в рабочем положении , Н, определяется по формуле

,

где Iн - номинальный ток коммутируемой цепи, А; Iн = 13 А (по заданию);

Aк - тепловая постоянная контакта, А2/(мм·Н); при I н < 100 А принимается равной от 8 до 21 А2/(мм·Н), при I н > 100 А - от 31 до 41 А2/(мм·Н), Aк = 10 А2/(мм·Н);

b - ширина контакта, м; b = 10 мм.

Н.

Переходное сопротивление контактов R к, Ом, определяется по формуле

,

где К - коэффициент, зависящий от материала контактов, Ом·Нm, К = 0,12·10-3 Ом·Нm;

m - коэффициент формы контактной поверхности; для точечного контакта m = 0,5; для линейного - от 0,5 до 0,7; для плоскостного - от 0,7 до 1,0; m = 0,8.

Ом.

Предельный ток, не вызывающий пластической деформации контактов Iпр, А, рассчитывается по формуле

,

где ДUрек - падение напряжения в переходном сопротивлении контакта при размягчении материала, мВ, ДUрек = 120 мВ.

А.

Для обеспечения надежной работы без размягчения материала контактов и их сваривания необходимо выполнение следующих условий:

,

,

где Кпэ - коэффициент эксплуатационной перегрузки; обычно для тяговых цепей электроподвижного состава принимается от 1,5 до 2, Кпэ = 2.

Ксв - коэффициент сваривания контактов, А/Н0,5, Ксв = 410 А/Н0,5.

Так как условия полностью выполняются, то материал контактов и их геометрические размеры оставляем без изменений.

2.4 Определение начальной силы нажатия контактов

Начальная сила нажатия контактов определяется по сжатию притирающей пружины при повороте держателя подвижного контакта из положения III в положение IV.

Для упрощения расчетов можно принять следующие допущения:

- при притирании контактов точка их касания К не изменяет положения;

- сила притирающей пружины возрастает пропорционально уменьшению ее длины по оси пружины.

Рассчитываем силу притирающей пружины в четвертом положении по известному значению из равенства моментов относительно точки закрепления держателя подвижного контакта О1.

Плечи всех сил в каждом из положений находим графическим путем. Таким образом, для первого положения:

;

;

;

;

;

для второго и третьего положений:

;

;

;

;

;

для четвертого положения:

;

;

;

;

.

;

Н.

Составляем расчетную схему с учетом поворота точки О1 на угол III-IV относительно точки К и рассчитываем уменьшение длины Дlпр притирающей пружины.

;

м.

Рассчитываем силу притирающей пружины в третьем положении , Н, по формуле

,

где Спр - жесткость притирающей пружины, Н/м, Спр = 1200 Н/м.

Н.

Рассчитываем силу начального нажатия контактов по известному значению из равенства моментов относительно точки закрепления держателя подвижного контакта О1.

,

;

Н.

2.5 Определение силы возвращающей пружины

Начальная сила возвращающей пружины в положении I контактора принимается по индивидуальному заданию на курсовой проект,Н.

Сила возвращающей пружины в i-том положении , Н, рассчитывается по формуле

,

где Св - жесткость возвращающей пружины, Н/м, Св = 2100 Н/м.

- изменение длины возвращающей пружины при повороте подвижной части из первого положения в i-тое положение, м.

Изменение длины возвращающей пружины определяется из расчетной схемы, в которой учитывается, что точка закрепления пружины (по оси) на подвижной части контактора поворачивается на углы бI-II и бIII-IV.



;

мм.

;

м.

Н;

Н;

Н.

2.6 Расчет равнодействующей сил сопротивления движению якоря

Равнодействующая сил сопротивления , Н, в i-том положении контактора рассчитывается на основе расчетных схем по формуле

,

где  - плечо действия силы возвращающей пружины относительно точки О, м;

- плечо действия силы нажатия контактов относительно точки О, м;

- плечо действия веса j-того элемента подвижной части относительно точки О, м;

- плечо действия равнодействующей сил сопротивления, приложенная по оси сердечника, относительно точки О, м.

;

Н.

;

Н.

;

Н.

;

Н.

2.7 Построение механической характеристики контактора

Рабочий воздушный зазор во втором (третьем) положении определяется по формуле

,

где ОС - расстояние от точки О до оси сердечника, м; ОС = 35 мм.

мм.

Рабочий воздушный зазор в четвертом положении равен нулю.

Механическая характеристика контактора представляет собой ломаную линию, показывающую зависимость равнодействующей сил сопротивления движению якоря от рабочего воздушного зазора дi (приложение В).



3. Расчет магнитных проводимостей рабочего и нерабочего воздушных зазоров и путей потоков рассеяния

3.1 Магнитная проводимость воздушного рабочего зазора

Воздушный рабочий зазор между наконечником сердечника и поворотным якорем контактора клапанного типа может быть представлен типичной расчетной схемой (рисунок 1).

Магнитная проводимость между торцом полюсного наконечника и якорем Gд1, Гн,

,

где  - относительная магнитная проницаемость воздуха, отн. ед.; = 1;

- магнитная постоянная, Гн/м; = 4р ·10-7 Гн/м;

rн - радиус полюсного наконечника сердечника (см. рисунок 1), мм; rн = 18,5 мм (по заданию);

д - рабочий воздушный зазор по оси сердечника, мм;

a - толщина скобы (см. рисунок 1), мм; a = 4 мм;

b - расстояние от скобы до оси сердечника (см. рисунок 1), мм; b = 31 мм.



1 - зона проводимости между торцом полюсного наконечника и якорем;

2 - зона проводимости между ребром полюсного наконечника и якорем;

3 - зона проводимости между боковой поверхностью полюсного наконечника и якорем

Рисунок 1 - Расчетная схема определения магнитной проводимости
воздушного рабочего зазора

Магнитная проводимость между ребром полюсного наконечника и якорем Gд2, Гн,

.

Магнитная проводимость между боковой поверхностью полюсного наконечника и якорем Gд3, Гн,

,

где -высота полюсного наконечника сердечника, мм; = 2 мм.

Полная магнитная проводимость воздушного рабочего зазора Gд, Гн,



.

Рассчитаем магнитные проводимости для ряда значений (6 значений) воздушного рабочего зазора в диапазоне (0,05…1,0)дI и представим результаты в табличном виде (таблица 3.1).

Таблица 3.1 - Результаты расчета проводимости воздушного рабочего зазора

д, мм	Gд1,Гн·10-6	Gд2 Гн·10-8	Gд3 Гн·10-8	Gд Гн·10-6
0,31	4,727	6,96	12,04	4,92
1,22	1,182	7,07	8,87	1,34
2,44	0,591	7,21	5,90	0,72
3,67	0,394	7,35	4,49	0,51
4,89	0,295	7,48	3,66	0,41
6,11	0,236	7,63	3,12	0,35

3.2 Магнитная проводимость путей потоков рассеяния

Магнитный поток в электромагнитной системе контактора клапанного типа замыкается не только по стальным частям скобы, сердечника и якоря, но также по воздушным путям между сердечником и скобой. Эти пути принято называть путями потоков рассеяния. Удельную проводимость их gр, Гн/м, рассчитываем по формуле

,

где k - коэффициент, зависящий от геометрии магнитопровода; k = 0,55;

rc - радиус сердечника, мм; rc = 13,5 мм (по заданию).



Гн/м.

Для составления схемы замещения магнитной цепи сердечник и скоба разбиваем на m равных участков, как это показано на рисунке 2. Рекомендуется принимать значение участков от 4 до 6. Принимаем m = 4. Большее количество участков приводит к более точным результатам расчета, но увеличивает его трудоемкость.

Размещено на http://www.allbest.ru/

L - длина сердечника с наконечником; dс - диаметр сердечника;
b - расстояние от скобы до оси сердечника; l1, l2,..., lm - длина расчетных участков

Рисунок 2 - Схема разбиения сердечника и скобы для составления
схемы замещения магнитной цепи

Магнитная проводимость i-того расчетного участка Gрi, Гн,

,

где li - длина i-того расчетного участка, мм.

,

где L - длина сердечника с наконечником, мм; L = 50 мм.

мм.

Гн.



4. Определение магнитодвижущей силы привода

Для срабатывания контактора сила притяжения, создаваемая электромагнитной катушкой Рэм во всем диапазоне воздушных рабочих зазоров, должна быть больше равнодействующей сил сопротивления Рс. Предварительно принимая запас электромагнитной силы равным 30 %, рассчитываем её значения , Н, для первого и третьего положений контактора:

 ,

.

,

Н.

Для рассчитанных значений электромагнитной силы определяем магнитодвижущую силу привода F i, А,

 ,

А.

 ,

А.

Выбираем большее из полученных значений и определяем магнитодвижущую сила F, А,

,

А.

Коэффициент от 1,5 до 2,0 учитывает потери магнитного потока в воздушном нерабочем зазоре и на рассеяние.



5. Расчет характеристик магнитной цепи

5.1 Составление схемы замещения магнитной цепи

Магнитная цепь привода контактора разбивается на равных участков. В пределах каждого участка распределённые параметры цепи заменяются сосредоточенными:

- магнитным сопротивлением скобы Rcкi;

- магнитным сопротивлением сердечника Rci;

- магнитным сопротивлением основания скобы Rcко;

- магнитным сопротивлением якоря Rя;

- магнитным сопротивлением воздушного рабочего зазора Rд;

- магнитным сопротивлением воздушного нерабочего зазора Rдн;

- магнитной проводимостью путей потоков рассеяния Gрi;

- магнитодвижущей силой Fi.

На основании этой замены составляем схему замещения магнитной цепи

5.2 Расчет сосредоточенной магнитодвижущей силы привода

Сосредоточенная на i-том участке магнитодвижущая сила привода Fi, А,

 ,

где m - количество расчетных участков; m = 4.

А.

5.3 Построение вебер-амперных характеристик участков скобы и
сердечника

В расчетно-графической работе задаётся сталь Ст20, из которой сделаны скоба, сердечник и якорь. Кривая намагничивания стали приведена в приложении Г. Расчет вебер-амперных характеристик участков скобы и сердечника начинается с элемента с меньшим поперечным сечением S?. Элемент с меньшим сечением имеет большую магнитную индукцию В?, что позволит при расчете элемента с большим поперечным сечением S? избежать выхода в зону насыщения стали.

Рисунок 3 - Схема замещения магнитной цепи

Определим площади поперечных сечений сердечника и скобы

,

где r - радиус сердечника, м; r = 0,0135 м (по заданию).

м2.

,

где a - высота скобы, м; a = 0,004 м (см. приложение А);

b - ширина скобы, м; b = 0,045 м (см. приложение А).

.

Задаёмся рядом (8 значений) магнитной индукции Вj? в диапазоне от 0 до 0,85 относительного значения индукции насыщения. По кривой намагничивания определяем значения соответствующих напряженностей Нj?.

Падение магнитного напряжения на участках элемента с меньшим сечением , А,

 ,

где Нj? - напряженность магнитного поля для расчетных точек элемента с меньшим сечением, А/мм.

На участках скобы и сердечника протекает одинаковый по значению магнитный поток Фj, Вб, который рассчитываем по формуле

 ,

где Вj? - магнитная индукция для расчетных точек элемента с меньшим сечением, Тл;

S? - меньшее поперечное сечение скобы или сердечника, м2; S? = 1,8·10-4 м2.

Магнитная индукция для расчетных точек элемента с большим сечением Вj?, Тл,

 ,

где S? - большее поперечное сечение скобы или сердечника, м2;

S?? = 5,72·10-4 м2.

Для каждого значения Вj? по кривой намагничивания стали определяем значение напряженностей магнитного поля Нj?.

Падение магнитного напряжения на участках элемента с большим сечением , А,

 ,

где Нj? - напряженность магнитного поля для расчетных точек элемента с большим сечением, А/мм.

Падение магнитного напряжения на основании скобы , А,

 ,

где Нско j - напряженность магнитного поля для расчетных точек скобы, А/мм;

lско - длина магнитной линии в скобе, мм; lско = 135 мм (см. приложение А).

Полное падение магнитного напряжения на расчетном участке , А:

для первого участка

 ,

для участка 2,3,4

.

Результаты расчетов представим в табличном виде (таблица 5.1).

Таблица 5.1 - Результаты расчета данных для построения вебер-амперных характеристик участков скобы и сердечника

Параметр	Номер расчетной точки
	1	2	3	4	5	6	7	8
Вj?, Тл	0	0,179	0,450	0,716	0,895	1,074	1,340	1,520
Нj?, А/мм	0	0,04	0,11	0,20	0,45	0,70	2,65	5,10
, А	0	0,50	1,37	2,50	5,63	8,75	33,10	63,75
Фj, Вб	0	3,22·10-5	8,10·10-5	1,29·10-4	1,61·10-4	1,93·10-4	2,40·10-4	2,74·10-4
Вj??, Тл	0	0,056	0,142	0,226	0,281	0,337	0,420	0,479
Нj??, А/мм	0	0,110	0,032	0,040	0,072	0,093	0,113	0,124
, А	0	0,13	0,400	0,50	0,90	1,16	1,41	1,55
, А	0	5,4	14,85	27	60,75	94,5	375,8	688,5
, А	0	6,0	16,6	30,0	67,3	104,4	392,3	753,8
, А	0	0,63	1,78	3,00	6,53	9,91	34,51	65,30

На основе результатов расчета по формулам на листе миллиметровой бумаги формата А3 строим вебер-амперные характеристики участков скобы и сердечника отдельно для первого и остальных расчетных участков (приложение Д).

5.4 Построение вебер-амперных характеристик путей потоков рассеяния

Магнитный поток путей рассеяния Фрi, Вб, рассчитываем по формуле



,

где ДUмрi - падение магнитного напряжения на средней длине магнитных линий рассеяния, А.

Магнитная проводимость путей потоков рассеяния зависит только от геометрических размеров магнитопровода, поэтому их вебер-амперная характеристика описывается прямой линией, проходящей через начало координат. Для построения характеристики задаёмся произвольным значением ДUмрi определяется Фрi.

Принимаем ДUмрi = 750 А.

Вб.

Построение вебер-амперной характеристики путей потоков рассеяния производим на общей диаграмме с вебер-амперными характеристиками участков скобы и сердечника (приложение Д).

5.5 Построение вебер-амперных характеристик якоря и воздушного нерабочего зазора

Из кривой намагничивания стали (приложение Г) выбираем 8 значений магнитной индукции Вяj в диапазоне от 0 до 0,85 относительного значения индукции насыщения и определяем значения соответствующих напряженностей Няj.

Магнитный поток в сечении якоря Фяj, Вб,

 ,

где Вяj - магнитная индукция для расчетных точек якоря, Тл;

Sя - поперечное сечение якоря, м2.

,

где b - ширина якоря, м; b = 0,045 м (см. приложение А);

c - высота якоря, м; c = 0,003 м (см. приложение А).

м2.

Падение магнитного напряжения на основании скобы , А,

 ,

где Няj - напряженность магнитного поля для расчетных точек якоря, А/мм;

lя - длина магнитной линии в якоре, мм; lя = 35 мм (см. приложение А).

Согласно расчетной схеме (см. рисунок 3) магнитные потоки в воздушном нерабочем зазоре Фн и в якоре Фя одинаковые по значению, тогда падение магнитного напряжения в воздушном нерабочем зазоре , А,

,

где ? полная магнитная проводимость воздушного нерабочего зазора, Гн; для параллелепипеда Гн.

Построение суммарной вебер-амперной характеристики якоря и воздушного нерабочего зазора Фя ( + ) или Ф ( + ) приведено в приложении Е.

Результаты расчета представим в виде таблицы (таблица 5.2).



Таблица 5.2 - Результаты расчета данных для построения вебер-амперных характеристик якоря и воздушного нерабочего зазора

Пример	Номер расчетной ячейки
	1	2	3	4	5	6	7	8
Вя, Тл	0	0,179	0,45	0,716	0,895	1,074	1,34	1,52
Hяj, А/мм	0	2,42•10-5	6,08•10-5	9,67•10-5	1,21•10-4	1,45•10-4	1,81•10-4	2,05•10-4
Фяj, Вб · 10-4	0	0,04	0,11	0,2	0,45	0,7	2,65	5,1
ДUмяj, А	0	1,4	3,85	7	15,75	24,5	92,75	178,5
, А	0	65,23	163,9	260,6	326,1	390,8	487,9	552,6
ДUмяj+ ДUмднj, А	0	66,63	167,8	267,6	341,85	415,3	580,7	731,1

5.6 Построение вебер-амперных характеристик при дискретных значениях воздушного рабочего зазора

При неизменном воздушном рабочем зазоре i его вебер-амперная характеристика описывается линейной зависимостью

,

где Фi - магнитный поток в сечении рабочего воздушного зазора при
i-том его значении, Вб;

ДUмi - падение магнитного напряжения в воздушном рабочем зазоре при i-ом его значении, А.

Магнитная проводимость Gi и количество расчетных значений воздушного рабочего зазора определялись ранее в п. 3.1. Для каждого расчетного значения i строим вебер-амперную характеристику, для построения которой задаёмся произвольными значениями ДUмi и далее по вышеприведенной формуле определяем соответствующие значения Фi (таблица 5.3).



Таблица 5.3 - Результаты расчета данных для построения вебер-амперных характеристик при дискретных значениях воздушного рабочего зазора

ДUмi, А	50	100	100	150	150	200
Gi, мкГн	4,92	1,34	0,72	0,51	0,41	0,345
Фi, 10-4 Вб	2,46	1,34	0,72	0,765	0,615	0,69

Семейство вебер-амперных характеристик при разных значениях рабочего воздушного зазора строим на общей диаграмме с вебер-амперной характеристикой якоря и воздушного нерабочего зазора (приложение Е).



6. Построение тяговой характеристики

6.1 Определение магнитного потока в сечении воздушного рабочего зазора при заданной магнитодвижущей силе

Для схемы замещения магнитной цепи (рисунок 3) составляем уравнения по правилам Кирхгофа:

	,
	,
	,
	,
	,
	,
	,
	,

где , , ,  - разность магнитных напряжений между точками 1 и 1?, 2 и 2?, 3 и 3?, 4 и 4? соответственно, А;

Ф1, Ф2, Ф3, Ф4, Ф - магнитный поток на первом, втором, третьем, четвертом участках и в рабочем воздушном зазоре соответственно, Вб.

На диаграмме вебер-амперных характеристик участков скобы и сердечника и путей потоков рассеяния дополнительно строим зависимость магнитодвижущей силы для i-того участка Fi (Фi), которая представляет собой прямую линию, параллельную оси ординат и пересекающую ось абсцисс в точке Fi, рассчитанной в п. 5.2.

На этой же диаграмме выполняем графическое решение уравнений Кирхгофа (приложение Д).

В результате построений определяем зависимость магнитного потока в воздушном рабочем зазоре от разности потенциалов между точками последнего расчетного участка (4 и 4?). Эту зависимость переносим на диаграмму с вебер-амперными характеристиками якоря и воздушного нерабочего зазора, а также семейством характеристик воздушного рабочего зазора при разных его дискретных значениях.

6.2 Определение падения магнитного напряжения в воздушном рабочем зазоре

По второму правилу Кирхгофа составляем уравнение для последнего контура расчетной схемы (рисунок 5) имеет вид:

.

Решение этого уравнения осуществляем графическим способом на диаграмме, где построены вебер-амперные характеристики якоря и воздушного нерабочего зазора (приложение Е).

Определение падения магнитного напряжения в рабочем воздушном зазоре ДUmдi при дискретных значениях этого зазора осуществляется на этой же диаграмме по точкам пересечения зависимости и семейства характеристик, построенных для значений воздушного рабочего зазора в диапазоне (0,05…1,0)дI.



6.3 Расчет электромагнитной силы привода

Электромагнитная сила привода Рэмi, Н, при i-том значении воздушного рабочего зазора рассчитываем по формуле

.

Дифференциал определяем взятием производных по д уравнений магнитных проводимостей воздушного рабочего зазора Gд1, Gд2, Gд3.

Определим дифференциал

= + - .

Результаты расчета приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Результаты расчета электромагнитной силы привода

д, мм	, Гн/м	, А	Рэмi, Н
0,31	1,4·10-2	37,5	10,3
1,22	9,76 ·10-4	130	8,2
2,44	2,49·10-4	222,5	6,17
3,67	1,11·10-4	291	4,71
4,89	6,27·10-5	337,5	3,6
6,11	4·10-5	370	2,74

По рассчитанным значениям Рэмi для ряда дi строим тяговую характеристику электромагнитного привода контактора. Построение осуществляем на общей диаграмме с механической характеристикой (приложение В).

Заключение

В процессе данной расчетно-графической работы мы разработали эскизный проект конструкции контактора и начертили его эскиз при разомкнутом положении контактов. Рабочий воздушный зазор при разомкнутых контактах дI = 6,11•10-3 м. Равнодействующие сил сопротивления Н, Н, Н, Н при этом рабочий воздушный зазор в различных положениях мм, мм, мм. Магнитная проводимость i-го расчетного участка Гн. Магнитодвижущая сила привода F=799,1 А.

Чтобы якорь контактора притянулся к сердечнику, электромагнитная сила при всех положениях якоря должна превышать силу сопротивления механизма. Данное условие работоспособности контактора не удовлетворено, т. к. в третьем положении равнодействующая сил сопротивления Н больше электромагнитной силы и соприкосновения контактов не произойдет, т. е. проектируемый контактор неработоспособен.

Очевидно, что пригодность контактора к практическому применению может быть достигнута путем уменьшения равнодействующей сил сопротивления в третьем положении и увеличением соответствующего значения электромагнитной силы.

Для уменьшения сил сопротивления можно уменьшить начальное усилие возвращающей пружины. Существенное влияние на равнодействующую сил сопротивления оказывает сила контактов, которую можно уменьшить, увеличив площадь контактов.

Для увеличения электромагнитной силы нужно увеличить МДС. Для этого можно увеличить площадь поперечного сечения провода, что приведет к увеличению тока, а соответственно и МДС. Можно увеличить площадь поперечного сечения сердечника, что приведет к увеличению магнитного потока и соответственно магнитного потенциала.



Список использованных источников

1. Евдасев, И. С. Разработка электромагнитного привода контактора: пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине «Электрическое оборудование электрического транспорта» / И. С. Евдасев, Г. И. Буханевич. - Гомель: УО «БелГУТ», 2006. - 36 с.

2. Ефремов И. С., Косарев Г. В. Теория и расчет троллейбусов (электрическое оборудование): учеб. пособие для студ. вузов по спец. “Городской электрический транспорт”. ч.1. - М.: Высш. школа, 1981. - 293 с.

3. Ефремов И.С., Кобозев В.М., Шевченко В.В. Технические средства городского электрического транспорта: Учеб. пособие для студ. вузов по спец. “Городской электрический транспорт” - М.: Высш. школа, 1985. - 448 с.

4. Ефремов И.С., Косарев Г.В. Теория и расчет электрооборудования подвижного состава городского электрического транспорта: Учеб. пособие для студ. вузов по спец. “Городской электрический транспорт”. ч. 1. - М.: Высш. школа, 1976. - 479 с.

Размещено на Allbest.ru