Tài liệu Đồ án: Thiết kế công tắc tơ điện xoay chiều 3 pha docx

Đồ án Thiết kế công tắc tơ điện xoay chiều pha Đồ án : Thiết kế công tắc tơ điện xoay chiều pha PHẦN I: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN, CHỌN KẾT CẤU THIẾT KẾ Để có kết cấu hợp lí phù họp với điều kiện công nghệ cho công tắc tơ thiết kế Ta tiến hành khảo sát số công tắc tơ số nước sử dụng Việt nam Sau tham khảo công tắc tơ số nước thị trường Việt nam gồm có: Việt nam, Liên xô (cũ), Trung quốc, Nhật, Em nhận thấy công tắc tơ nước có giống Kiểu hút thẳng, dạng mạch từ chữ ш, cuộn dây đặt cực từ giữa, vòng dây chống rung đặt hai cực từ bên Tiếp điểm dạng bắt cầu, pha hai chỗ ngắt Buồng dập hồ quang kiểu dàn dập chỗ ngát có đặt buồng hồ quang riêng Hệ thống phản lực: Dùng lò xo nhả đẩy phần động Tháo nắp sửa chữa đơn giản Qua so sánh phân tích trên, kết hợp với điều kiên cơg nghệ chế tạo Việt nam, em chọn theo kiểu kết cấu Liên Xơ (cũ) Vì đơn giản, dễ thiết kế chế tạo I CHỌN TIẾP ĐIỂM: Tiếp điểm phần quan trọng, ảnh hưởng đến độ bền hư hỏng công tắc tơ Tuỳ thuộc vào dịng điện mà chức kết cấu hình thức tiếp xúc tiếp điểm công tắc tơ khác Yêu cầu đặt cho tiếp điểm là: SV: Nguyễn Thanh Huy Nhiệt độ phát nóng bề mặt tiếp xúc chế độ làm việc dài hạn phải nhỏ chế độ cho phép Với dịng điện lớn, có trị số cho phép tiếp điểm phải chịu độ bền nhiệt điện động Điện trở tiếp xúc nhỏ ổn định, độ rung không vượt giá trị cho phep Như với tiếp điểm có Iđm = 100(A) ta chọn dạng tiếp xúc (Chữ nhật – chữ nhật) tiếp xúc mặt Tiếp điểm động dạng chữ nhật tiếp điểm tĩnh dạng chữ nhật Cịn tiếp điểm phụ có Iđmp = 5(A) ta chọn tiếp xúc (mặt cầu – mặt cầu) tiếp xúc điểm Vì ta chọn chỗ ngắt mạch 2, khả ngắt nhanh, chịu hồ quang lực điện động Giảm hành trình chuyển động dẫn đến giảm kích thước cơng tắc tơ II CHỌN BUỒNG DẬP HỒ QUANG Buồng dập hồ quang có tác dụng giứp ta dập tắt hồ quang nhanh nên phải đảm bào yêu cầu sau: Bảo đảm khả đóng khả khả ngắt: Nghĩa phải đảm bảo giá trị dòng điện ngắt điều kiện cho trước, Thời gian cháy hồ quang nhỏ, vùng iơn hố nhỏ, khơng chọc thủng cách điện phần tử buồng dập hồ quang Hạn chế ánh sáng âm Xét yêu cầu đồ án ta chọn loại buồng dập kiểu dàn dập làm từ vật liệu (Sắt – cacbon) Đơn giản tính tốn đảm bảo việc III CHỌN NAM CHÂM ĐIỆN Theo nghuyên lý truyền động điện từ có dạng nam châm điện hút thẳng nắp hút thẳng, nam châm điện hút quay nắp hút quay Sau qua thực tế xem xét tinh ưu nhược điểm hai loại này, em chọn kiểu nam châm điện hút thẳng, nắp hút thẳng Dạng mạch từ hình chữ ш Vì có ưu điểm sau: SV: Nguyễn Thanh Huy Lực hút điện từ lớn Tận dụng trọng lượng lớn nắp Khe hở khơng khí nắp lõi tiếp điểm nhỏ Dùng làm việc chế độ nhẹ, đặc hiệt trường hợp lị xo nhỏ khơng đủ khức phục loại lực cản Nam châm điện đóng vai trị cấu truyền động cơng tắc tơ, định tính làm việc kích thước công tắc tơ Xét yêu cầu để tài chọn: Nam châm điện xoay chiều mạch từ dạng chữ ш hút thẳng Mạch từ ghép thép kỹ thuật Vì cần thiết điểm với Uđm = 400(V), Iđm = 100(A), cuộn dây nam châm có Uđk = 380(V) – lõ xo nhả – Nam châm điện – Tiếp điểm tĩnh – Buồng dập hồ quang – Tiếp điểm động – Nắp nam châm điện – Cuộn dây SV: Nguyễn Thanh Huy Ta chọn mạch từ kiểu có ưu điểm sau: Từ thơng rị khơng đổi q trình nắp chuyển động Từ dẫn khe hở khơng khí khơng lớn Lực hút điện từ lớn Đặc tính lực hút gần với đặc tính phản lực Dễ dàng sử dụng tiếp điểm bắt cầu pha hai chỗ ngăt đơn giản tính tốn chế tạo IV CHỌN KHOẢNG CÁCH CÁCH ĐIỆN Khoảng cách cách điện đóng vai trị quan ảnh hưởng tơi kích thước công tắc tơ mức độ vận hành cho an tòan Khoảng cách điện phụ thuộc vào yếu tố sau: Điện áp định mức Môi trường làm việc Q trình dập tắt hồ quang Ta xác định khoảng cách cách điện theo phương pháp sau: – Theo độ bền làm việc pha – Theo độ bền điện phần tử mạng điện so với đất – Theo chế độ bền điện nội công tắc tơ phần tử mang điện Nếu ta chọn khoảng cách nhỏ dễ xảy phóng điện, chọn khoảng cách lớn tăng kích thước cơng tắc tơ Đối với pha với điện áp lớn điện áp pha phần tử mang điện đất, vỏ công tắc tơ làm nhựa cứng, cách điện với đất tốt, làm việc hồn tồn an tồn Do cách điện pha công tắc tơ quan trọng nhất, ta phải xác định khoảng cách Nếu ta chọn khoảng cách cách điện theo phương pháp (độ bền điện pha) khoảng cách thoả mãn dẫn đến hai phương pháp đảm bào an toàn làm việc SV: Nguyễn Thanh Huy Chúng ta chọn khoảng cách cách điện tối thiểu theo bảng (1 – 2)/14 – I với: Uđm = 400(V) ta có : Lcđ ≥ (mm) → Chọn Lcđ = 12 (mm), Lrò = 20 (mm) Khi thiết kế hình dạng cấu trúc cách điện cần tính đến: Tính chất, vật liệu, bụi, trạng thái bề mặt cách điện pha Để giảm kích thước công tắc tơ loại trừ khả bụi bẩn nên chọn kết cấu cách điện dạng gờ, mái bật hình vẽ lrị Lcđ SV: Nguyễn Thanh Huy PHẦN II: THIẾT KẾ TÍNH TỐN MẠCH VỊNG DẪN ĐIỆN Mạch vịng dẫn điện cơng tắc tơ bao gồm: Thanh dẫn, hệ thống tiếp điểm Yêu cầu mạch vòng dẫn điện đảm bảo độ bền cơ, độ bền điện động độ bền nhiệt Khi làm việc dài hạn với Iđm nhiệt độ mạch vịng khơng vượt q nhiệt độ cho phép Khi làm việc chế độ ngắn mạch thởi gian cho phép, mạch vòng phải chịu lực điện động vịng ngắn mạch gây mà khơng bị phá hỏng Trong q trình đóng ngắt mạch điện thường xun có cố, xuất va đập khí rung động Mạch vịng dẫn điện phải đảm bảo độ bền vững hoạt động tin cậy đảm bảo tuổi thọ Thiết kế mạch vòng dẫn điện phải có điện trở nhỏ nhất, để giảm tối thiểu tổn hao cơng suất dẫn điện tốt Mạch vịng dẫn điện cơng tắc tơ cần thiết kế bao gồm hai mạch vòng riêng biệt: Mạch vòng dẫn điện Mạch vịng dẫn điện phụ A – mạch vịng dẫn điện SV: Nguyễn Thanh Huy - Lị xo tiếp điểm – Thanh dẫn động – Tiếp điêm động – Vít đầu nối – Thanh dẫn tĩnh – Tiếp điểm tĩnh A THANH DẪN Thanh dẫn công tắc tơ gồm: Thanh dẫn động dẫn tĩnh, dẫn động có gắn tiếp điểm động cịn dẫn tĩnh có gắn tiếp điểm tĩnh Thanh dẫn tĩnh phải có kích thước lớn dẫn động có gia cơng bắt vít nối với hệ thống bên ngồi chịu lực va đập khí phần động I TÍNH TỐN THANH DẪN ĐỘNG Chọn vật liệu để dẫn điện tốt đảm bảo độ bền cơ, ta chọn vật liệu có điện trở suất nhỏ tốt Theo bảng (2 – 13)/44 ta chọn vật liệu dẫn động đơng kéo nguội có tiết diện hình chữ nhật ký hiệu MI – TB có thơng số kỹ thuật sau: θ = 1083 (oC) Nhiệt độ nóng chảy Ωmm2 P20 = 0.01741 ( m ) = 0.01741x10-3 (Ωmm) - Điện trở suất 20 oC α = 0.0043(1/oC) – Hệ số nhiệt điện trở λ = 3.9 (W/cmoC) - Độ dẫn điện γ = 8.9 (g/cm3) – Khối lượng riêng HB = 80 ÷ 120 (kg/mm2) - Độ cứng Briven [θcp] = 95oC – Nhiệt độ phát nóng cho phép SV: Nguyễn Thanh Huy Chọn dẫn động có tiết diện dạng chữ nhật với kích thước a, b hình vẽ Tính tốn dẫn làm việc chế độ dài hạn Xác định kích thước a, b Theo công thức (2 – 6)/19 – Quyển ta có: b= I dm × pθ × k p 2n(n + 1)kT × Tod Trong Iđm = 100 (A) a n: tỷ số a b; n = b = (4 ÷ 10) Chọn n = kp: Hệ sổ tổn hao phụ đặc trưng cho tổn hao hiệu ứng bề mặt hiệu ứng gần Theo trang 18 ta có kp = 1.03 ÷ 1.06 Ta chọn kp = 1.05 kT: Hệ số toả nhiệt khơng khí Theo bảng (6 - 5)/300 – Quyển ta có: kT = (6 ÷ 9) (W/m2oC) Chọn kT = W/m2oC = 7x10-6 (W/mm2oC) Tôđ = [θ] – θmôi trường Với [θ] = 95oC – Nhiệt độ phát nóng cho phép cắt điện cấp B chế độ làm việc dài hạn θmôi trường = 40oC - Nhiệt độ môi trương SV: Nguyễn Thanh Huy Tôđ = 95 – 40 = 55oC pθ ; Điện trở suất vật dẫn nhiệt độ phát nóng cho phép Ta có: pθ = p20[1 + α([θ] – 20)] Ωmm Theo bảng (6 – 2)/292 – ta có: p20 = 0.01741x10-3 (Ωmm) α = 0.0043 (1/oC) – Hệ số nhiệt điện trở pθ = 0.01741x10-3[1 + 0.0043(95 – 20)] = 0.023x10-3 (Ωmm ) Vậy ta có: b=3 1002 × 0.023 × 10 −3 × 1.05 = 1.95mm × × (6 + 1) × × 10 −6 × 55 Ta có: a b = → a = 6b = 6x1.95 = 11.7 mm Vậy kích thước dẫn tối thiểu là: a = 11.7 mm b = 1.95 mm Mặt khac kích thước dẫn cịn xác định theo đường kính tiếp điểm Theo bảng (2 - 15)/51 – Quyển Với Iđm = 100 (A) Đường kính tiếp điểm dtđ = 16 ÷ 20 (mm) htđ = 1.5 ÷ 3.0 (mm) Chọn: dtđ = 18 (mm) htđ = (mm) Do dòng điện lớn (Iđm = 100A), nên tiếp điểm phải tiếp xúc mặt Do để giảm vật liệu làm tiếp điểm, kinh tế ta qui đổi diện tích tiếp điểm hình trịn sang diện tích hình chữ nhật Chọn atđ = 14 (mm) SV: Nguyễn Thanh Huy = 9033202,5 (Hz) Trong đó: A = 8000; B = 2100 hệ số tương ứng hệ thống cáp Công suất phụ tải: Pđm = Uđm Iđm cosϕ0 kdt Kdt = 1,2 hệ số dự trữ: Uđm = 400V, Iđm = 100A, cosϕ = 0,9 Pđm = 400 100 0,9 1,2 = 74824,6 (W) Vậy f0 > 10499,98 (Hz) thoả mãn điều kiện q trình khơng dao động) Thời gian cháy hồ quang xác định theo công thức ( - 5)/ 96 1: l hq thq = 2 Vtd + 9.Vhq Trong đó: lhq = Rhq n.Rhq Theo công thức (3 - 38) 1/131 Rhq = U hq = n − 0.6 (Với n = khoảng trống có tấm) = 88,72 − 0, = 163,6 (V) Ta có: Ihq - 0,5 Ing = 0,5 300 = 150 (A) Rhq = 163, = 1, 09 (Ω) 150 Rhq giá trị trung bình điện trở hồ quang cm chiều dài hồ quang khoảng trống theo công thức (3 - 37) ta có: R = 0,015 + hq lhq = 14200 14200 = 0,015 + = 0,17 (Ω) I ng 300 R hq n.R hq = 1,09 = 1,06 6.0,17 Vận tốc chuyển động hồ quang: Theo công thức (3 - 19)/110 Vhq = 37 I hq = 37 150 = 196,6 (m/s) SV: Nguyễn Thanh Huy 88 Vtđ: vận tốc tiếp điểm (chọn Vtđ = 10 cm/s) thq = 1,06 10 + 9.196,6 2 = 0,0018 td: thời gian dập hồ quang 1/2 chu kỳ tức td = 0,005 Vậy th q < td nghĩa thời gian cháy nhỏ thời gian dập + Chiều dài nhỏ ngắn lt > 1,73 S td I ng t lt > 1,73 2,52 0, 005 300 = 0,36 (cm) Để đảm bảo hồ quang không khỏi buồng dập ta chọn lt = 0,4 (cm) Kiểm tra q trình dập tắt hồ quang Theo cơng thức (3-14) Uph = Ung R hq ⎛ t ⎞ − 1− e l ⎟ ⎜ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Ung = U ng max Theo công thức (3 - 26)/124 Ungmax = Unguồn max = 1,1 2.U dm = 1, 2.400 Ksử dụng sin ϕ0 1,5.0, 436 = 234 (V) Vì ngắt mạch pha khí cụ điện cực ta có: Ksử dụng = 1,5 Vậy: Ung = 234 = 165, 46(V ) Điện áp phục hồi theo thời gian Theo công thức (3 - 45) Ubđ = U0bđ + Kbt Trong đó: Kb = K0b n − 0, = 41391 − 0, = 76321,2 U0bđ = Ub n − 0, = 73,8 − 0, = 136 (V) SV: Nguyễn Thanh Huy 89 Ubđ = 136 + 7631,2 t Uph = 165,46 ( - e − 1,09 1,85.10−3 t ) Với giá trị thời gian khác ta có bảng t (s) O 0,005 0,01 0,015 Uph 156,76 165 165,44 Uđđ 136 517,606 899,212 1280,818 Số dập hồ quang là: Chiều dày là: (mm) Khoảng cách tâm là: 2,5 (mm) Số khoảng trống khoảng trống SV: Nguyễn Thanh Huy 90 PHẦN VI: THIẾT KẾ KẾT CẤU Công tắc tơ điện xoay chiều khí cụ điện đóng cắt dịng tải nam châm điện Theo yêu cầu thiết kế, ta thiết kế công tắc tơ điện xoay chiều pha với điện áp định mức Uđm = 400 (V); Uđk = 380 (V), Iđm = 100 (V) Ta phân cấu tạo công tắc tơ điện xoay chiều pha làm thành phần tử sau: - Hệ thống mạch vòng dẫn điện gồm: mạch vịng dẫn điện mạch vịng dẫn điện phụ (Vì có hệ thống tiếp điểm chính, phụ) Trong có: Hệ thống dẫn: dẫn động, dẫn tĩnh Hệ thống đầu nối tiếp điểm: hệ thống tiếp điểm chính, hệ thống tiếp điểm phụ Trong tiếp điểm phụ có dạng tiếp điểm là: tiếp điểm phụ thường đóng tiếp điểm phụ thường mở Ngồi phân theo khả đóng ngắt tiếp điểm động tiếp điểm tĩnh Hệ thống nam châm điện gồm: + Lõi, nắp, thân nam châm điện sắt từ + Cuộn dây điện áp hệ thống dập hồ quang: đóng ngắt mạch điện hồ quang phát sinh tiếp điểm dập tắt an tồn Cơ cấu lị xo: có lị xo tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ, lị xo nhả Phần đế, năp, thân công tắc tơ làm nhựa đen, phần tử cách điện phần mang điện, vật dẫn điện HỆ THỐNG MẠCH VÒNG DẪN ĐIỆN Như ta biết: hệ thống mạch vòng dẫn điện phụ có cấu tạo nhau, khác SV: Nguyễn Thanh Huy 91 - mạch vịng dẫn điện có hệ thống dẫn mà dẫn có gắn hệ thống tiếp điểm với Iđm = 100 (A) - Mạch vịng dẫn điện phụ có hệ thống dẫn với tiếp điểm phụ thường mở thường đóng với khả chịu If = (A) Vì dẫn chia thành hai dẫn là: dẫn động dẫn tĩnh + Trên dẫn động có gắn trực tiếp điểm động dạng chữ nhật, thực khả đóng cắt đóng ngắt dịng điện với kích thước dẫn động là: a = 14 (mm) b = 18 (mm) h = (mm) Mặt khác dẫn tĩnh có gắn điểm tĩnh giống dẫn động dẫn động chịu đập có khí đóng ngắt phải gia cơng lỗ để bắt vít dẫn tĩnh có kích thước lớn so với than dẫn động Kích thước là: a = 16 (mm) b = 20 (mm) h = (mm) + Hệ thống đầu nối tiếp điểm - Với hệ thống đầu nối: Để nối cực với dây dẫn bên nối với phận bên mạch vòng dẫn điện Ta dùng mối nối tháo rời ren (vít) chế tạo từ thep CT3 - Với hệ thống tiếp điểm: Có hệ thống tiếp điểm là: tiếp điểm tiếp điểm phụ, có tiếp điểm phụ thường đóng thường mở tiếp điểm với dịng điện 100 (A) tiếp điểm phụ thường mở SV: Nguyễn Thanh Huy 92 tiếp điểm phụ thường đóng tương ứng với dòng điện phụ Iđ = (A) Hệ thống tiếp điểm chế tạo từ Ag - Ni than dùi việc chế tạo dẫn hay tiếp điểm, vít tiến hành phay, cắt từ Cu hay Ag - Ni chì hình dạng cần thiết, sau tẩy Baviece làm bên ngồi, đồng thời đảm bảo tính xác cao Các lỗ vít phải mài nhẵn, tẩy Bavice tốt HỆ THỐNG NAM CHÂM ĐIỆN Trong hệ thống nam chân điện có phận - Cuộn dây - Mạch từ + Phần mạch từ gồm: lõi, nắp, thân vít từ + Phần cuộn dây: cuộn dây có dạng hình chữ nhật quấn theo kiểu quấn thường cực từ bên a Kích thước tổng quan nam châm điện - Chiều cao nam châm điện: H = 77,95 (mm) - Chiều dài nam châm điện: B = 105 (mm) b Các kích thước mạch từ gồm: + Lõi thép ghép thép kỹ thuận điện mã hiệu : ∃41 Có độ dày 0,5 mm gồm 57 láứng với Uđk = 380 (V) Mặt khác: mạch từ mà ta cần thiết kế có dạng hình chữ nhật cực có kích thước lớn so với cực từ bên, đồng thời chống rung cực từ bên xẻ rãnh để đặt vịng ngắn mạch, ta có kích thước cực từ vòng ngắn mạch là" + Với cực từ có: a = 28,5 (mm) b = 28,5 (mm); (b' = 30 (mm)) Tiết diện vòng ngắn mạch Snm = 10,4 (mm) Chiều cao vòng ngắn mạch hnm = 5,2 (mm) Chi vi vòng ngắn mạch Pnm = 84,86 (mm) SV: Nguyễn Thanh Huy 93 Diện tích cực từ ngồi vịng ngắn mạch Sn = 107 (mm2) Diện tích cực từ vịng ngắn mạch St = 313 (mm2) + Nắp nam châm điên có dạng hình chữ nhật có kích thước sau: Sn = 598,5 (mm2) hn = 19,95 (mm) Trên nắp có gắn dẫn với tiếp điểm để thực chức đóng ngắt Sđ = 513 (mm2) + Tiết diện dáy là: hđ = 17 (mm) Ngoài cịn có kích thước sau: - Chiêu cao cửa sổ mạch từ : hCS = 41 (mm) - Bề rộng cửa sổ mạch từ: C = 20,3 (mm) c Cuộn dây điện áp - Đường kính dây quấn khơng kể cách điệu là: 0, 36 - Tiết diện dây quấn không kể cách điệu là: Khi có cách điệu: q = 0,44 (mm2) d = 0,4 (mm) Tương ứng với Uđk = 380 (V) ta có số vịng dây W = 1567 (vịng) Với kích thước sau: - Bề dày cuộn dây là: 10,3 (mm) - Chiều cao cuộn dây là: 31 (mm) - Tiết diện cuộn dây là: 312,3 (mm) BUỒNG ĐIỆN HỒ QUANG Để đảm bảo cho việc dập hồ quang điện dễ dàng mạch điện pha hai chỗ ngắt với Iđm = 100 (A); Uđm = 400 (V) ta phải sử dụng phương pháp dập hồ quang xoay chiều buồng dập kiểu dàn dập phương pháp cho ta khả rút ngắn đáng kể chiều dài hồ quang dập thể tích nhỏ, SV: Nguyễn Thanh Huy 94 phát sáng âm bị hạn chế, ó sử dụng công tắc tơ làm việc chế độ nhẹ Tổng số: cầu làm dàn dập là: Ntk = (tấn) Khoảng trồng hồ quang tầm là: N = 4 CƠ CẤU LÒ XO + Cơ cấu lị xo: lị xo tiếp điểm chình phụ, lò xo nhỏ a Với lò xo tiếp điểm Do lị xo chịu tương ứng lực hai tiếp điểm, mặt khác có tiếp điểm có lị xo tiếp điểm - Đường kính lị xo tiếp điểm là: (mm) - Số vịng lị xo tiếp điểm là: (vòng) Chiều dài tự lò xo là: 14,1 (mm) Bước lò xo chưa chịu tải: 3,4 (mm) b Với lò xo tiếp điểm phụ Do lò xo tiếp điểm phụ tương ứng tiếp điểm phụ Tiếp điểm phụ gồm: Tiếp điểm phụ thường đóng thường mở với - Đường kính dây quấn lò xo: d = 0,21 (mm) - Số vòng lò xo tiếp điểm W0 = 13 (Vòng) - Bước lò xo chưa chịu tải: (mm) - Chiều dài tự lò xo; 13 (mm) c Lị xo nhả Với cơng tắc tơ có lò xo nhả lò xo nhả lực giảm 1/2 lần Đường kính lị xo nhả: d = 0,86 (mm) Số vòng lò xo nhả: W0 = 11 (Vòng) Bước lò xo chưa chịu tải: Chiều dài tự lò xo là: 3,9 (mm) 39,43 (mm) Ngoài cấu cần phải có phần tử chống va đập để tiêu thụ động phần động phần động chuyển động hết hành trình nị Các SV: Nguyễn Thanh Huy 95 phần tử chống va đập dùng lị xo lún hay gọi hỗn xung có tác dụng hạn chế lực va đập, lực rung động xung kích với đường kính lị xo lún từ 0,14 đến (mm) theo FOCT 9389 - 60 để quấn lò xo trạng thái nguội khơng nhiệt luyện Kiểu lị xo có dạng xoắn hình trụ làm việc bị nén đến 85 - 95% Vật liệu làm lò xo dây thép cacbon, lị xo kéo nguội đường kính xác định theo FOCT 3989 - 60 để quấn lị xo trạng thái nguội khơng nhiệt luyện Phần đế, thân, vỏ công tắc tơ chế tạo nhựa cứng, đen với bề dày nhựa cứng - (mm) nhằm tăng độ cứng công tắc tơ đảm bảo mặt giá thành, kích thước cơng tắc tơ khơng cồng kềnh cấu trúc Khung cách điện công tắc tơ chế tạo theo yêu cầu kết cấu, cuộn dây xoay chiều không lớn dùng chế độ nhẹ nên thiết kế chung cbônit Trường hợp quấn dây cách điệu đơn giản độ dày khung ÷ mm SV: Nguyễn Thanh Huy 96 KẾT LUẬN Cơng tắc tơ khí cụ điện hạ áp, dùng đóng ngắt mạch điện từ xa Vì cơng tắc tơ có kích thước nhỏ, thiết kế cần độ xác cao Vì trình độ có hạn nên tính tốn thiết kế có nhiều chỗ lúng túng, chương trình năm châm điện Nhưng với hướng dẫn chu đáo thầy Nguyễn Văn Đức em hoàn thành đạt yêu cầu kỹ thuật nghiệm lại Em hy vọng thầy cô môn thầy hướng dẫn Nguyễn Văn Đức có nhiều nhận xét bảo thêm để đề tài em thiết kế hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2003 Sinh viên Nguyễn Thanh Huy SV: Nguyễn Thanh Huy 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO Quyển 1: Thiết kế khí cụ điện hạ áp (Bộ mơn Thiết bị điện trường ĐHBK Hà Nội) Quyển 2: Chi tiết máy GS TS Nguyễn Trọng Hiệp Quyển 3: Cơ sở lý thuyết khí cụ điện (Bộ mơn Thiết bị điện trường ĐHBK Hà Nội) SV: Nguyễn Thanh Huy 98 MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU Error! Bookmark not defined PHẦN I: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN, CHỌN KẾT CẤU THIẾT KẾ I Chọn tiếp điểm: II Chọn buồng dập hồ quang III Chọn nam châm điện IV Chọn khoảng cách cách điện PHẦN II: THIẾT KẾ TÍNH TỐN MẠCH VỊNG DẪN ĐIỆN A Thanh dẫn I Tính tốn dẫn động Chọn vật liệu để dẫn điện tốt đảm bảo độ bền cơ, ta chọn vật liệu có điện trở suất nhỏ tốt Tính tốn dẫn làm việc chế độ dài hạn Kiểm nghiệm lại dẫn 10 II Xác định kích thước dẫn tĩnh 12 B tính tốn vít đầu nối 13 I Yêu cầu có đầu nối 13 Chọn kích thước mối nối 13 C Tính tốn tiếp điểm 15 I Yêu cầu tiếp điểm 15 II Tính tốn tiếp điểm 15 Chọn dạng kết cấu 15 Chọn vật liệu tính kích thước 15 Tính lực ép tiếp điểm chỗ tiếp xúc .17 Tính điện trở tiếp xúc .18 Tính điện áp rơi điện áp tiếp xúc 20 Tính nhiệt độ tiếp điểm 20 Tính nhiệt độ tiếp xúc 21 SV: Nguyễn Thanh Huy 99 Dịng điện hàn dính tiếp điểm .21 III Độ mở, lún tiếp điểm 23 Độ mở: m .23 Độ lún tiếp điểm: L .23 IV Độ rung tiếp điểm 24 Xác định trị số biên độ rung 24 Xác định thời gian rung tiếp điểm 25 V Sự ăn mòn tiếp điểm: 25 VI Các biện pháp khắc phục tăng cường chịu mài mòn tiếp điểm là: 26 D Mạch vòng dẫn điện phụ 27 I Tính tốn dẫn 27 Thanh dẫn động 27 Tính toán kiểm nghiệm dẫn 28 Tính kích thước dẫn tĩnh 30 II Tính tốn đầu nối 30 Tính tốn vít đầu nối 30 Tính tốn tiếp điểm 31 Tính lực ép tiếp điểm 32 Tính điện trở tiếp xúc .33 Nhiệt độ tiếp điểm 34 Tính nhiệt độ tiếp xúc 35 Tính dịng điện hàn dính tiếp điểm .35 III Độ mở - độ lún tiếp điểm 37 Độ mở: m .37 Độ lún: l 37 IV Độ rung tiếp điểm 37 Biên độ rung 37 Xác định thời gian rung tiếp điểm 38 SV: Nguyễn Thanh Huy 100 Sự ăn mòn tiếp điểm 38 PHẦN III: TÍNH VÀ DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ 40 A Tính tốn cấu 40 I Sơ đồ động 40 II Tính lị xo tiếp điểm 41 Chọn vật liệu .41 Tính lị xo tiếp điểm .41 Tính lị xo tiếp điểm phụ 44 Tính chiều dài tự lị xo 46 Tính lò xo nhả 46 Dựng đường đặc tính cơ: 48 PHẦN IV: TÍNH TỐN NAM CHÂM ĐIỆN 50 I Tính toán sơ nam chân điện (NCĐ) 50 Chọn dạng kết cấu 50 Chọn vật liệu .51 Chọn Bδth, hệ số từ rò, hệ số từ tản: 51 Xác định thơng số chủ yếu kích thước chủ yếu nam châm điện .51 Xác định kích thước cuộn dây 53 II Tính tốn kiểm nghiệm nam châm 57 Sơ đồ thay 57 Tính từ dẫn khe hở khơng khí .58 Xác định từ thông từ cảm .63 Xác định thông số cuộn dây: theo trang 284 65 Tính tốn vịng ngắn mạch chống rung 67 Hệ số toả nhiệt vòng ngắn mạch .73 Tính dịng điện cuộn dây 75 Tính tốn dây quấn nam châm điện 76 Tính dựng đặc tính lực hút 78 SV: Nguyễn Thanh Huy 101 PHẦN V: TÍNH TỐN BUỒNG DẬP HỒ QUANG 84 Khái niệm chung 84 Các yêu cầu để thiết kế buồng dập hồ quang 84 Vật liệu để làm buồn dập hồ quang 85 I Trình tự tính tốn 85 Tính số lượng tấm: 85 Kiểm tra điều kiện xảy trình dao động 87 Kiểm tra trình dập tắt hồ quang 89 PHẦN VI: THIẾT KẾ KẾT CẤU 91 Hệ thống mạch vòng dẫn điện 91 Hệ thống nam châm điện 93 Buồng điện hồ quang 94 Cơ cấu lò xo 95 KẾT LUẬN 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 SV: Nguyễn Thanh Huy 102 .. .Đồ án : Thiết kế công tắc tơ điện xoay chiều pha PHẦN I: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN, CHỌN KẾT CẤU THIẾT KẾ Để có kết cấu hợp lí phù họp với điều kiện cơng nghệ cho công tắc tơ thiết kế Ta... = 0 .32 5 (W/mmoC) – Hệ số truyền nhiệt θnc = 34 03 (oC) – Nhiệt độ nóng chảy vật liệu làm tiếp điểm Vậy: A= 32 × 0 .32 5 × 34 03( 1 + 3. 5 × 10 ? ?3 × 34 03) = 1545 ? ?3 ? ?3 3.14 × 75 × 0. 035 × 10 (1 + 3. 5... thước cơng tắc tơ Đối với pha với điện áp lớn điện áp pha phần tử mang điện đất, vỏ công tắc tơ làm nhựa cứng, cách điện với đất tốt, làm việc hồn tồn an tồn Do cách điện pha công tắc tơ quan trọng