Tài liệu thiết kế CONTACTOR xoay chiều, chương 8 ppt

Chng 8 : Tính và dựng đặc tính
lực điện từ
Theo công thức 5 - 50 (TKKCĐAP), lực hút điện từ trung bình đ-ợc tính:
F
htb
= K. Error!.(Error! + Error!Error!)
với ba tr-ờng hợp U = 0,85.U
đm
(K
U
= 0,85)
U = U
đm
(K
U
= 1)
U = 1,1.U
đm
(K
U
= 1,1)
trong đó K = 0,25 với F tính bằng Newton
- Vì G
r
không phụ thuộc vào khe hở không khí nên Error!= 0
-


h
= Error!
mà

tb
= 2.
K
U
. U; 4
44.f.W
+ K
U
= 0,85 =>
tb
= Error!= 4,48.10
-4
(Wb)
+ K
U
= 1 =>
tb
= Error!= 5,27.10
-4
(Wb)
+ K
U
= 1,1 =>
tb
= 5,27 .10
-7
.1,1 = 5,8.10
-4
(Wb)
Kết quả tính đ-ợc ta có:

(mm)
0,5 1 2 3 4 5 6
G

(.10
-6
)
0,829 0,429 0,230 0,163 0,130 0,111 0,098
Error!(.10
-5
)
96,1 24 5,97 2,64 1,47 0,93 0,63

r
1,09 1,17 1,32 1,45 1,567 1,689 1,747
K
U
= 0,85 4,11 3,83 3,39 3,09 2,86 2,65 2,56
K
U
= 1 4,83 4,5 3,99 3,63 3,36 3,12 3,02


th
x 10
4
(Wb)
K
U
= 1,1 5,32 4,96 4,39 4,00 3,70 3,43 3,32

K
U
= 0,85 49,6 46,3 40 35,3 30,9 26,8 23,3
K
U
= 1 68,7 64 55,4 48,8 42,7 37,1 32,2
F
đt
(N)
K
U
= 1,1 83,2 77,5 67,1 59,1 51,7 44,9 39
Hình vẽ
Hệ số nhả của nam châm: K
nh
= Error! (TL1 trang 262)
tại điểm tới hạn K
nh
= Error!= 0,76
6.2.6. Kiểm nghiệm cuộn dây
Dòng điện tiêu thụ trong cuộn dây:
I =
Error!= Error!= 0,043 (A)
Điện trở dây quấn:
R =

cd
. Error!=
cd
. Error!

trong đó l
tb
là chiều dài trung bình của cuộn dây
Hình vẽ
b
cd
= 13 mm
a = 16 mm
b = 20 mm
Chiều dài trung bình của cuộn dây
l
tb
= Error!
= Error! = 112,82 mm
Điện trở suất của đồng ở nhiệt độ phát nóng cho phép [
] = 95
0
C:
= [1 + ( - 20)]
= 1,74.10
-8
[1 + 0,0043(95 - 20)] = 2,3 .10
-8
(m)
=> R
cd
= 2,3 . 10
-8
.Error!= 134,18 ()
Công suất tiêu thụ của cuộn dây:

P = I
2
.R
cd
= 0,04
2
.134,18 = 0,215 (W)
Theo công thức Newton, độ tăng nhiệt trong cuộn dây bằng:
= Error!
R =
cd
. Error!=
cd
. Error!
trong đó l
cb
là chiều dài trung bình của cuộn dây.
Hình vẽ
b
cd
= 13 mm
a = 16 mm
b = 20 mm
Chiều dài trung bình của cuộn dây
l
tb
= Error!
= Error!= 112,82 mm
Điện trở suất của đồng ở nhiệt độ phát nóng cho phép [
] = 95

0
C:
= [1 + ( - 20)]
= 1,74.10
-8
[1 + 0,0043(95 - 20)] = 2,3 .10
-8
(m)
=> R
cd
= 2,3 . 10
-8
.Error!= 141,27 ()
Công suất tiêu thụ của cuộn dây:
P = I
2
.R
cd
= 0,04
2
.141,27 = 0,226 (W)
Theo công thức Newton, độ tăng nhiệt trong cuộn dây bằng:
= Error!
Hệ số tỏa nhiệt K
T
= 9 W/m
2
.
0
C (bảng 6-5 TL1)

Diện tích tỏa nhiệt
S
tn
= h
cd
.[2.(a+b)+2.(a+b) + 2..b
cd
]+2.a.b
cd
+2.b.b
cd
+.b
2
cd
= 26.[2.(16+20)+2(16+20)+2..13]+2.16.13+2.12.13+.13
2
= 7125,3 mm
2
=> = -
mt
= Error! =3,52
0
C
=>
= 40 + 3,52 = 43,52
0
C < []
cp
= 95
0

C
6.2.7. Tính toán vòng ngắn mạch
Để chống rung cho tiếp điểm động mà trực tiếp là phần động của NCĐ do
lực đập mạch gây nên, ta đặt vòng ngắn mạch ở hai bên trụ bên.
Hình vẽ
+ Số vòng ngắn mạch trong vòng ngắn mạch
W
nm
= 1 vòng
Chiều dày của vòng ngắn mạch chọn:
= 1,2
+ Diện tích rãnh đặt vòng ngắn mạch
S
nm
= . b = 1,2.20= 24 mm
2
+ Lực hút điện từ trung bình ở khe hở làm việc khi không có vòng ngắn
mạch ở trạng thái hút của phần ứng.
F
tbh
= 19,9 . 10
4
. Error!
trong đó

tb
: Từ thông trung bình ở khe hở làm việc khi phần ứng hút
đ-ợc:

tb
= Error!=Error!

th
: Hệ số từ dò khi phần ứng hút ( = 0,5 mm),
r
= 1,09
=>


tb
= Error!= 9,67.10
-5
(Wb)
S
tn
: Diện tích tổng trong và ngoài ngắn mạch
S
tn
= S
H
- S
nm
= 12.20. - 24 = 216 mm
2
F
tbh
= 19,9.10
4
.Error! = 8,61 (N)

+ Tỉ số f
1
của lực điện từ bé nhất và trị trung bình của lực điện từ khi không
có vòng ngắn mạch.
f
1
= Error!= Error!
Có thể tính theo tỷ số diện tích giữa cực từ ngoài và trong vòng ngắn mạch
Chọn
= Error!= Error! = 0,5 => f
1
= 2/3
+ Điện trở vòng ngắn mạch
r
nm
= Error!. Error!.Error!
=
314.4
.10
-7
.216.10
-6
;0
5.10
-3
.
4.0
66;(3.0,66+2)
2
.

4 - 0
66
2
= 5,36.10
-5
()
+ Góc lệch pha
giữa từ thông ngoài và từ thông trong khi số vòng ngắn
mạch W
nm
= 1 là:
tg
= Error!=Error!
trong đó:
S
t
: Diện tích cực từ trong vòng ngắn mạch
S
t
= Error!. S
tn
= Error!. 216 = 144 mm
2
tg = Error!= 2,12 => = 64,77
0
+ Từ thông trong vòng ngắn mạch
Chọn C =
Error!= Error!=1,17
Từ thông trong vòng ngắn mạch

t
= Error!
= Error!= 5,27.10
-5
(Wb)
+ Từ thông ngoài vòng ngắn mạch

n
= C .
t
= 1,17 .5,27.10
-5
= 6,17.10
-5
Wb
+ Từ cảm ở khe hở vùng ngoài vòng ngắn mạch
B
n
= Error!= Error!= 0,857 T
với S
n
: diện tích cực từ ngòai vòng ngắn mạch
S
n
= S
tn
- S
t
= 216 - 144 = 72 mm
2

+ Lực điện từ phía ngòai vòng ngắn mạch
F
tbn
= 19,9.10
4
.Error!= 19,9.10
4
. Error!= 10,52 (N)
+ Lực điện từ phía trong vòng ngắn mạch
F
tbt
= 19,9.10
4
. Error!= 19,9.10
4
. Error! = 3,84 (N)
+ Lực điện từ cực đại
F
max
= F
2
tbt
+ F
2
tbn
+ 2.F
tbt
.F
tbn
.cos2

= Error! = 8,6 (N)
+ Lực điện từ trung bình:
F
tb
= F
tbt
+ F
tbn
= 3,84 + 10,52 = 14,36 (N)
+ Lực điện từ nhỏ nhất:
F
min
= F
tb
- F
max
= 14,36 - 8,6 = 5,76 (N)
Nh- vậy lực điện từ nhỏ nhất khi hút phải lớn hơn lực cơ của phần ứng:
4. F
min
> F
cơ
=> 4.5,76 = 24,88 (N) > F
cơ
= 34,74 (N)
+ Tỷ số giữa cực đại và lực bé nhất
P =
Error!= Error!= 2,49
+ Tổn hao trong vòng ngắn mạch
P

nm
= Error!= Error!= 4,28 (W)
+ Hệ số tỏa nhiệt của các vòng ngắn mạch nằm trong lõi thép
K
TFe
= 2,9.10
-3
.(1 + 0,0068
mt
)
= 2,9.10
-3
(1+0,0068.200) = 6,844.10
-3
W/cm
2
.
0
C
+ Điện trở suất của đồng ở nhiệt độ 200
0
C


= 1,7.10
-8
[1+0,0043.(200-40)] = 3.10
-8
(m)
+ Dòng điện trong vòng ngắn mạch

P
nm
= I
2
nm
. R
nm
=> I
nm
= Error!= Error! = 282,51 (A)
Theo đó ta thấy vòng ngắn mạch chống rung rất tốt và đảm bảo các vấn đề
về nhiệt.
Mục lục
Ch-ơng I: Giới thiệu chung về Công tắc tơ 2
1.1. Giới thiệu chung
1.2. Nội dung thiết kế
1.3. Yêu cầu chung khi thiết kế
Ch-ơng II: Cấu tạo - nguyên lý hoạt động
1. Cấu tạo
2. Nguyên lý hoạt động
Ch-ơng III: Mạch vòng dẫn điện
3.1. Khái niệm chung
3.2. Mạch vòng dẫn điện chính
3.2.1. Thanh dẫn
1. Thanh dẫn động
2. Thanh dẫn tĩnh
3.2.2. Đầu nối
3.2.3. Tiếp điểm
1. Nhiệm vụ
2. Yêu cầu

3. Vật liệu tiếp điểm
4. Lực ép tiếp điểm
5. Điện trở tiếp điểm
6. Điện áp tiếp xúc của tiếp điểm
7. Nhiệt độ tiếp điểm và tiếp xúc
8. Dòng hàn dính
9. Độ rung và thời gian rung
10. Độ mòn tiếp điểm
11. Độ lún và độ mở tiếp điểm
3.3. Mạch vòng dẫn điện phụ
3.3.1. Thanh dẫn động
3.3.2. Đầu nối
3.3.3. Tiếp điểm
Ch-ơng 4: Buồng dập hồ quang
4.1. Khái niệm chung
4.2. Hồ quang xoay chiều
4.3. Lựa chọn kết cấu buồng dập hồ quang
4.3.1. Vật liệu
4.3.2. Kết cấu
4.3.3. Tính toán
Ch-ơng 5: Đặc tính cơ
5.1. Tính toán đặc tính cơ
5.1.1. Lập sơ đồ động
5.1.2. Tính toán các lực
5.1.3. Đồ thị đặc tính cơ
5.2. Tính toán lò xo
5.2.1. Lò xo nhả
5.2.2. Lò xo tiếp điểm chính
5.2.3. Lò xo tiếp điểm phụ
Ch-ơng 6: Nam châm điện

6.1. Khái niệm
6.2. Tính toán kích th-ớc nam châm điện
6.2.1. Số liệu ban đầu
6.2.2. Tính tiết diện lõi mạch từ
6.2.3. Tính toán cuộn dây
6.2.4. Tính toán kiểm nghiệm
6.2.5. Tính toán và dựng đặc tính lực từ
6.2.6. Kiểm nghiệm cuộn dây
6.2.7. Tính toán vòng ngắn mạch