Chọn buồng dập hồ quang

mục lục Lời nói đầu Chơng I:Giới thiệu chung về công tắc tơ I: Khái niệm chung II :Tác dụng III: Cấu tạo IV: Nguyên lý hoạt động Chơng III: Tính toán mạch vòng dẫn điện A : Khái

mục lục

Lời nói đầu

Chơng I:Giới thiệu chung về công tắc tơ

I: Khái niệm chung

II :Tác dụng

III: Cấu tạo

IV: Nguyên lý hoạt động

Chơng III: Tính toán mạch vòng dẫn điện

A : Khái niệm chung

B : Tính toán

I : Tính toán mạch vòng dẫn điên chính

II : Tính toán đầu nối

III : Tính toán tiếp điểm

Chơng IV: Chọn buồng dập hồ quang

I : Khái niệm chung

II : Yêu cầu của việc thiết kế buồng dập hồ quang

III : Yêu cầu đối với vật liệu buồng dập hồ quang

IV : Lựa chọn kết cấu buồng dập hồ quang

V : Kết cấu buồng dập hồ quang

VI : Nguyên lý buồng dập hồ quang

Chơng V: Tính toán lò xo tiếp điểm,lò xo nhả

I : Lựa chọn kết cấu và vật liệu chế tạo lò xô

II : Tính toán lò xo

Chơng VI: Dựng đặc tính cơ

Chơng VII: Tính toán và kiểm nghiệm nam châm điện

I : Khái niệm

II : Kết cấu và lựa chọn nam châm điện

III : Tính toán nam châm điện

IV : Tính toán và kiểm nghiệm nam cham điện

Lời nói đầu

động hoá ngày càng đợc nâng cao

Công tắc tơ là một loại khí cụ điện co tác dụng bảo vệ thiết bị điện khỏi các sự cố nh quá tải,ngắn mạch,quá dòng…

Nhiệm vụ của bài đồ án là thiết kế công tắc tơ xoay chiều ba pha với các số liệu nh ở dới Đợc s giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Văn Đức cùng các thầy cô bộ môn TBĐ, em đã hoàn thành bản thiết kế.Nhng em còn hạn chế về thời gian và kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi nhiều thiếu sót.Vậy em kính xin thầy cô chỉ bảo góp ý thêm cho em dể bản thiết kế hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Chơng I

Giới thiệu chung về Công tắc tơ ,Cấu tạo, Nguyên lý họat

động

I Khái niệm chung

Công tắc tơ là loại khí cụ điện hạ áp, dùng để đóng ngắt trực tiếp dòng điện tải thờng xuyên

đ-ợc điều khiển bằng tín hiệu điện

Bao gồm hệ thống thanh dẫn,dây nối mềm,đầu nối và hệ thống tiếp điểm

2-Nam châm điện xoay chiều

3- Hệ thống dập hồ quang

4- Hệ thống phản lực : lò xo nhả , lò xo tiếp điểm, lò xo giảm chấn rung

IV Nguyên lý hoạt động

Khi cho điện vào cuộn dây, luồng từ thông sẽ đợc sinh ra trong nam châm điện Luồng từ thông này sẽ sinh ra một lực điện từ Khi lực điện từ lớn lực cơ thì nắp mạch từ đợc hút về phía mạch từ tĩnh, trên mạch từ tĩnh có gắn vòng ngắn mạch để chống rung,làm chi tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh Tiếp điểm tĩnh đợc gắn trên thanh dẫn, đầu kia của thanh dẫn vít bắt dây

điện ra, vào Các lò xo tiếp điểm có tác dụng duy một lực ép tiếp điểm cần thiết lên tiếp điểm

Đồng thời tiếp điểm phụ cũng đợc đóng vào đối với tiếp điểm phụ thờng mở và mở ra đối với tiếp

điểm thờng đóng Lò xo nhả bị nén lại

Khi ngắt điện vào cuộn dây, luồng thông sẽ giảm xuống về không, đồng thời lực điện từ do nó sinh ra cũng giảm về không Khi đó lò xo nhả sẽ đẩy toàn bộ phần động của công tắc tơ lên và cắt dòng điện tải ra Khi tiếp điểm động tách khỏi tiếp điểm tĩnh của mạch từ chính thì hồ quang sẽ xuất hiện giữa hai tiếp điểm Nhờ các vách ngăn trong buồng dập hồ quang, hồ quang sẽ đợc dập tắt

đòng thời phải đảm bảo cho tiếp điểm tiếp xúc tốt nên ta

chọn thanh dẫn bằng đồng có tiết diện ngang hình ch nhật

•Đầu nối : chọn đầu nối bằng bu lông có thể tháo rời đợc

•Tiếp điểm chính: do dòng điện làm việc định mức của công tắc tơ là145A nên ta chọn tiếp điểm hình chữ nhật, kiểu bắc cầu, 1 pha 2 chỗ ngắt, tiếp xúc loại mặt phẳng-mặt phẳng

•Tiếp điểm phụ: cũng dùng kiểu tiếp điểm bắc cầu 1 pha 2 chỗ ngắt

ii Hệ thống dập hồ quang

Đối với khí cụ điện hạ áp , các trang bị dập hồ quang thờng là :

- Kéo dài hồ quang điện bằng 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 buồng dập hồ quang kiểu dàn dập

iii. Nam châm điện

Công tắc tơ có thể đóng ngắt bằng nam châm điện hút quay hoặc hút thẳng

•Nam châm điện hút quay

- Ưu điểm: đặc tính cơ của nam châm điện hút quay tốt hơn nam châm điện hút thẳng

- Nhợc điểm: Kết cấu phức tạp, một pha có một chỗ ngắt làm cho việc dập hồ quang khó khăn, phải dùng dây nối mềm

•Nam châm điện hút thẳng

- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, Kết cấu tiếp điểm bắc cầu một pha có hai chỗ ngắt làm cho việc dập hồ quang đơn giản hơn, Hành trình chuyển động gắn liền với chuyền động của nắp nam châm điện,việc bố trí buồng dập hồ quang dễ dàng, Không dùng dây nối mềm

- Nhợc điểm: đặc tính cơ của nam châm điện hút thẳng không tốt bằng nam châm hút quay.

Do có nhiều u điểm cho nên ta sẽ sử dụng nam châm điện xoay chiều hình chữ E kiểu hút chập

iv Hệ thống các lò xo nhả, lò xo tiếp điểm và lò xo hoãn xung

•Lò xo nhả, lò xo tiếp điểm: ta chọn kiểu lò xo xoắn hình trụ do nó ít bị ăn mòn và bền hơn lò

xo tấm phẳng

•Lò xo hoăn xung: dùng để giảm bớt va chạm giữa nắp và thân cực từ do đó ta dùng lò xo lá

v. Hình dáng của công tắc tơ

Sau khi chọn kết cấu và thiết kế sơ bộ ta đợc hình dáng công tắc tơ nh sau

1 Tiếp điểm tĩnh 6 Thanh dẫn tĩnh

2 Tiếp điểm động 7 Lò xo nhả

3 Lò xo ép tiếp điểm 8 Mạch từ nam châm điện

4 Thanh dẫn động 9 Cuộn dây nam châm điện

5 Dàn dập hồ quang 10 Vòng ngắn mạch

11 Nắp mạch từ nam châm điện

Chơng III

Tính toán mạch vòng dẫn điện

A Khái niệm chung

Trong Công tắc tơ, mạch vòng dẫn điện là một bộ quan trọng, nó có chức năng dẫn dòng, chuyển đổi và đóng cắt mạch điện Mạch vòng dẫn điện do các bộ phận khác nhau về hình dáng kết cấu và kích thớc hợp thành Đối với Công tắc tơ, mạch vòng dẫn điện gồm có mạch vòng dẫn

điện chính và mạch vòng dẫn điện phụ với các bộ phận chính nh sau:

- Thanh dẫn : gồm thanh dẫn động và thanh dẫn tĩnh

- Dây dẫn mềm

- Đầu nối : gồm vít và mối hàn

- Hệ thống tiếp điểm : gồm tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh.

- Cuộn thổi từ.

Do đó nhiệm vụ tính toán thiết kế mạch vòng dẫn điện là phải xác định các kích thớc của các chi tiết trong mạch vòng dẫn điện Tiết diện và kích thớc của các chi tiết quyết định cơ cấu mạch vòng và cũng nh quyết định kích thớc của Công tắc tơ xoay chiều 3 pha

I,Tính toán mạch vòng dẫn điện chính.

nguội làm vật liệu cho thanh dẫn động

Các thông số của đồng kéo nguội :

1n.(

n.2

K Ib

τ+

ρ20 : điện trở suất của vật liệu ở 20OC

α : hệ số nhiệt điện trở của vật liệu

θ: nhiệt độ ổn định của đồng , ở đây ta lấy bằng nhiệt độ phát nóng cho phép θ = [θ] = 95 OC

1 7 (

7 2

04 , 1 10 023 , 0 145

3

6 2

=

= +

a=nxb=7x2,169=15,18 mm

Vậy a=15.4 mm b=2,2 mm

Đây là kích thớc tối thiểu của thanh dẫn Để nhiệt độ của thanh dẫn không vợt quá nhiệt độ cho phép ta phải chọn kích thớc thanh dẫn lớn hơn số liệu tính toán trên.

Đồng thời phải căn cứ vào kích thớc tiếp điểm để có thể đặt tiếp điểm trên thanh dẫn

Theo bảng (2.15 TKKCDHA) Ta chon kích thớc tiếp điểm đối với dòng điện

a1: Chiều dài tiếp điểm

b1: Chiều rộng tiếp điểm

c,Kiểm nghiệm thanh dẫn:

1 Kiểm tra kích th ớc làm ở điều kiện làm việc dài hạn

Mật độ dòng điện : Yêu cầu kiểm nghiệm [j] <2 ữ 4 A/mm2

−

θ +

ρ

=

θ

K I K P S

K P S K I

f 0

2 T

mt T f

0 2 td

với ρ0 : điện trở suất của đồng kéo nguội ở 00C

3 20

20 0043 , 0 1

10 0175 , 0 1

−

−

= +

= +

=

θ α

.8.42.54

8.40.10.42.5404,1.10.016,0.145

6 2

9

9 6

Vậy θtd< [θcp] =950C thanh dẫn thoả mãn về nhiệt độ ở chế độ định mức

3 Kiểm tra thanh dẫn ở chế độ ngắn mạch

Đặc điểm của quá trình ngắn mạch

- Dòng điện và mật độ dòng điện có trị số rất lớn

A A

⇒

Trong đó :

tnm : thời gian ngắn mạch hay thời gian bền nhiệt

Anm : hằng số tích phân ứng với ngắn mạch hay bền nhiệt

Ađ : hằng số tích phân ứng với nhiệt độ đầu

Tra đồ thị hình 6-6 ta có :

Với θnm = 2500C có Anm = 3,5.104 A2s/mm4

θt đ = 650C có Ađ = 1.104 A2s/mm4

tnm jnm (A/mm2) [jnm]cp (A/mm2)3s 91,3 94

Vậy mật độ dòng điện của thanh dẫn khi xảy ra ngắn mạch nhỏ hơn mật độ dòng điện cho phép, nên thanh dẫn có thể chịu đợc ngắn mạch

II,Tính toán đầu nối.

Đầu nối tiếp xúc là phần tử quan trọng của khí cụ điện, nếu không chú ý dễ bị hỏng nặng trong quá trình vận hành nhất là những khí cụ điện có dòng điện lớn và điện áp cao

Đầu nối gồm 2 phần

-Các đầu cực để nối với dây dẫn bên ngoài

-Mối nối các bộ phận bên trong mạch vòng dẫn điện

Các yêu cầu đối với mối nối

-Nhiệt độ các mối nối khi làm việc ở dài hạn với dòng điện định mức không đợc tăng quá trị

số cho phép, do đó mối nối phải có kích thớc và lực ép tiếp xúc Ftx đủ để điện trở tiếp xúc Rtx

không lớn, ít tổn hao công suất

-Khi tiếp xúc mối nối cần có đủ độ bền cơ và độ bền nhiệt khi có dòng ngắn mạch chạy qua

-Lực ép điện trở tiếp xúc, năng lợng tổn hao và nhiệt độ phải ổn định khi khí cụ điện vận hành liên tục

Kết cấu của mối nối gồm có : mối nối có thể tháo rời đợc, không thể tháo rời đợc, mối nối kiêm khớp bản lề có dau nối mềm hoặc không có dây nối mềm ậ đây ta chon mối nối có thể tháo rời đợc và bằng bu lông

Với dòng điện định mức Iđm =145A theo bảng( 2-10 TKKCDHA) chọn bu lông bằng thép CT-3 có đờng kính hệ ren M8 x15( mm ).

J :Mật độ dòng điện tiếp xúc cho phép

Đối với thanh dẫn và chi tiết đồng có tần số f = 50 Hz và dòng điện định mức Iđm < 200A thì có thể lấy mật độ dòng điện j = 0,31 A/mm2

⇒ Stx = 483, (mm )

31,0

)F.102,0(

10.12,0R

3 tx

III.Tính toán tiếp điểm

- Tiếp điểm làm nhiệm vụ đóng cắt điện

Khi Công tắc tơ làm việc ở chế độ định mức , nhiệt độ bề mặt nơi không tiếp xúc phải bé hơn nhiệt độ cho phép Nhiệt độ của vùng tiếp xúc phải bé hơn nhiệt độ biến đổi tinh thể của vật liệu tiếp điểm

-Với dòng điện lớn cho phép (dòng khởi động , dòng ngắn mạch) tiếp điểm phải chịu đợc độ bền nhiệt và độ bền điện động Hệ thống tiếp điểm dập hồ quang phải có khả năng đóng ngắt cho phép không bé hơn trị số định mức

-Khi làm việc với dòng điện định mức và khi đóng ngắt dòng điện trong giới hạn cho phép , tiếp điểm phải có độ mòn điện và cơ bé nhất , độ rung của tiếp điểm không đợc lớn hơn trị số cho phép

-Dạng kết cấu tiếp điểm:Tiếp điểm 1 pha 2 hỗ ngắt

1.Vật liệu và kích th ớc tiếp điểm

Vật liệu làm tiếp cần đảm bảo các yêu cầu sau: điện trở suất và điện trở tiếp xúc bé, ít bị ăn mòn, ít bị ôxy hoá, khó hàn dính, độ cứng cao, đặc tính công nghệ cao, giá thành hạ và phù hợp với dòng điện Iđm=145 A.

Theo bảng(2-14TL1) ta chọn vật liệu làm tiếp điểm :

Kim loai gốm: Bạc-than chì-niken

Đặc điểm: +Chịu đợc hồ quang

Lực ép tiếp điểm đảm bảo cho tiếp điểm làm việc bình thờng ở chế độ dài hạn, mà trong chế

độ ngẵn hạn dòng điện lớn, lực ép tiếp điểm phải đảm bảo cho tiếp điểm không bị xảy ra do lực

điện động và không bị hàn dính khi tiếp điểm bị đẩy và bị rung.Lực ép tiếp điểm có thể xac định theo hai công thức

a- Theo công thức kinh nghiệm:

Ftđ = ftđ x Iđm

Trong đó : ftđ là lực ép tiếp điểm đơn vị Với kim loại gốm ftđ =7-15 G/A

Chọn ftđ = 10 G/A

Ftđ =10 x 145 = 1450G = 1,45 KG =14,5N

b- Tính theo công thức lý thuyết (5-12TL2) , tại một điểm tiếp xúc , lực ép tiếp điểm sẽ là :

tx td 2

B 2

dm

)T

Tarccos(

1

.16

H A.I

trong đó :

-A=2,42.10 -8 (V/ OC) : hằng số Loen

-HB : độ cứng Britnel của tiếp điểm

HB = 45 kG/mm2

-λ = 325 W/m.OC – hệ số dẫn nhiệt của thanh dẫn

Ttđ :Nhiệt độ thân tiếp điểm

338arccos(

1

)325(16

1045 1042.2

Vậy lực ép tiếp điểm :Ftđ=Ftđ1 x n

Trong đó n:Hệ số tiếp điểm,với tiếp điểm mặt n=3

Trong đó :

Ftđ tính bằng Newton (N)

m:Hệ số phụ thuộc dạng kết cấu,tiếp xúc mặt –mặt m=1

Ktx : hệ số kể đến sự ảnh hởng của vật liệu và trạng thái bề mặt của tiếp điểm

Tra bảng trang 59 TL1 đối với kim loại gốm chọn

Ktx = (0.2-0.3).10-3 Chon Ktx=0.25.10-3 N/Ω

)(10.69,15,14102.0

10.25

4,Điện áp tếp xúc của tiếp điểm:

Utx = Iđm.Rtx= 145x1,69.10-4=0.0245 V =24,5 mV < [Utx] = 2 ữ30 mV

Thoả mãn điều kiện tiếp xúc

5,Nhiệt độ phát nóng của tiếp điểm:

Theo công thức (5-8 TKKCDHA) ta có nhiệt độ phát nóng của tiếp điểm:

θ

θ

ρ λ λ

ρ θ

θ

8

).(

2

2

tx dm T

td dm T

dm mt td

R I PK S

R I K

P S

I

++

2,2.10.035,0

td

td td td

3

-6 2

3 6

6 2

5210

.035,0.325.8

)10.69,1.145(8.10.312.10.71.325.2

1025,0.14510

.71.10.312.8

10.042,0.145

Khi dòng điện qua tiếp điểm lớn hơn dòng điện định mức Iđm (quá tải , ngắn mạch) , nhiệt

độ sẽ tăng lên và tiếp điểm bị đẩy do lực điện động dẫn đến khả năng hàn dính Độ ổn định của tiếp điểm chống đẩy và chống hàn dính gọi là độ ổn định điện động (độ bền điện động) Độ ổn

định nhiệt và ổn định điện động là các thông số quan trọng đợc biểu thị qua trị số dòng điện hàn dính Ihd , tại trị số đó sự hàn dính của tiếp điểm có thể không xảy ra nếu cơ cấu ngắt có đủ khả năng ngắt tiếp điểm

Điều kiện để tiếp điểm không bị hàn dính:

Inm<Ihd.

Trong đó :Inm: Dòng điện ngắn mạch

Ihd:Dòng điện hàn dính

Trị số dòng điện hàn dính xác định theo hai công thức:

a,Theo lý thuyết:

Ihdbđ = A fnc Ftd (A)

trong đó A =

)3

21(H

)3

11(32

nc O

B

nc nc

Oρ + αθπ

αθ+λθ

ρO : điện trở suất của vật liệu ở 0OC Ta có ρ20 = ρO(1+α.20) ⇔ ρO =

20

21.(

10.033.0x10.50

)3000x0035.0x3

11.(

3000x325x32

6 6

=+

Ftđ = 1 kG

Ihd = 1500 1=1500(A)

Nh vậy Ihd > 10.Iđm = 10.145 = 1450 (A) ,

Đảm bảo cho tiếp điểm không bị hàn dính

7, Độ lún, độ mở của tiếp điểm:

1,Với tiếp điểm chính:

- Độ lún l của tiếp điểm là quãng đờng đi thêm đợc của tiếp điểm động nếu không có tiếp điểm tĩnh cản lại

- Việc xác định độ lún của tiếp điểm là cần thiết vì trong quá trình làm việc tiếp điểm sẽ bị ăn mòn để đảm bảo tiếp điểm vẫn tiếp xúc tốt thì cần có một độ lún hợp lý

9, Tính biên độ rung và thời gian rung của tiếp điểm :

Khi tiếp điểm đóng, thời điểm bắt đầu tiếp xúc sẽ có xung lực va đập cơ khí giữa tiếp diểm

động và tiếp điểm tĩnh gây ra hiện tợng rung tiếp điểm Tiếp điểm động bị bật trở lại với một biên độ nào đó rồi lại và 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 Qúa trình rung đợc đánh giá bằng

độ lớn của biên độ rung Xm và thời gian rung tm

a,Biên độ rung:

⋅ Theo công thức 2-39 , biên độ rung cho 3 tiếp điểm thờng mở là :

Xm =

tdd

V d

d

F

K v

m

.2

)1.(

KV : hệ số va đập phụ thuộc vào tính đàn hồi của vật liệu KV = 0.85-0.9.Chọn Kv=0.9

Ftđđ:lực ép tiếp điểm ban đầu

Ftđđ=(0.5-0.7)Ftđ.

Chọn Ftđđ =0.6Ftđ=0.6x14,5=8,7 N

Vậy: Biên độ rung xm =

7,8.2

1,0.1,0.305,

=0.75.10-4 m Với 3 cặp tiếp điểm ta có biên độ rung của tiếp điểm

Xm=xm/3=0.025 mm

b,Thời gian rung:

- Theo công thức (2-20TKKCDHA) , thời gian rung:

(ms) 9.5 (s) 0095.07

,8

9,011,0.305,1.2

12

d

K v

m t

Vậy thời gian rung tổng <10 ms thoả mãn điều kiện

Do có 3 cặp tiếp điểm nên thời gian rung của mỗi cặp tiếp điểm:

Dòng khi ngắt Ing = 8xIđm =8x145=1160 (A)

Trong đó γ=8.7x106 ( g/m3 ) là trọng lợng riêng của tiếp điểm

vm= 6

5

10.7,8

10.2,

%100.684,0

48,0

%100

td

m

V V

Thoả mãn điều kiện về độ mòn tiếp điểm

Chơng IV

Chọn buồng dập hồ quang

I Khái niệm chung

Trong các khí cụ điện ( cầu dao , relay , contactor , máy ngắt v.v ) , khi đóng hoặc ngắt…mạch điện , hồ quang sẽ phát sinh trên tiếp điểm Nếu để hồ quang cháy lâu , các khí cụ điện và

hệ thống điện sẽ bị h hỏng , vì vậy cần phải nhanh chóng dập tắt hồ quang

Bản chất của hồ quang điện là hiện tợng phóng điện trong chất khi với mật độ dòng điện rất lớn ( 104 ữ 105 A/cm2 ) , có nhiệt độ rất cao ( 5000 ữ 60000C) và điện áp rơi trên cathode bé ( 10 ữ 20 V )

Hồ quang phát sinh là do môi trờng giữa các cặp tiếp điểm bị ion hoá bao gồm các dạng :

• Quá trình phát xạ nhiệt điện tử

• Quá trình tự phát xạ điện tử

• Quá trình ion hoá do va chạm

• Quá trình ion hoá do nhiệt

Song song với quá trình ion hoá là quá trình phản ion hoá ( tái hợp và khuếch tán ) Nừu quá trình phản ion hoá xảy ra mạnh hơn quá trình ion hóa thì hồ quang sẽ bị dập tắt Vì vậy,nguyên tắc dập hồ quang là tăng cờng quá trình phản ion hoá bằng các biện pháp :

-Quá điện áp thấp

-Kích thớc hệ thống dập hồ quang nhỏ, vùng khí ion hóa nhỏ, nếu không có thể tạo ra chọc thủng cách điện giữa các phần của thiết bị và của toàn bộ khí cụ

-Hạn chế ánh sáng và âm thanh

III,Yêu cầu đối với vật liệu buồng dập hồ quang

-Đảm bảo tính chịu nhiệt của vật liệu làm buồng dập

-Đảm bảo tính cách điện và chống ẩm của buồng dập

-Đảm bảo độ nhám bên trong thành buồng dập

IV, Lựa chọn kết cấu buồng dập hồ quang

Đối với khí cụ điện hạ áp , các trang bị dập hồ quang thờng là :

- K o dài hồ quang điện bằng cơ khí.ð

- Dùng cuộn dây thổi từ

- Dùng buồng dập hồ quang kiểu khe hẹp

- Dùng buồng dập hồ quang kiểu dàn dậpQua phân tích và tham khảo thực tế , đối với Công tắc tơ xoay chiều chọn buồng 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 các tấm thép và bị chia ra làm nhiều

đoạn ngắn Lực điện động sẽ càng đẩy hồ quang đi sâu vào , đồng thời các tấm sắt từ còn có tác dụng tản nhiệt hồ quang làm hồ quang dễ bị dập tắt

V Kết cấu buồng dập hồ quang

a, Kết cấu:

Kết cấu buồng dập hồ quang

1 Buồng dập hồ quang 6 Thanh dẫn tiếp điểm

2 Vỏ buồng dập hồ quang 7 Tiếp điểm động

3 Các tấm sắt non 8 Tiếp điểm tĩnh

4 Thanh dẫn động 9 Thân, vỏ công tắc tơ

5 Giá đỡ tiếp điểm

b, Vật liệu vỏ buồng dập hồ quang:

Đối với vật liệu làm vỏ buổng dập hồ quang phải đảm bảo các yêu cầu sau:

-Tính chịu nhiệt cao

Buồng dập hồ quang đợc đặt ở mỗi chỗ ngắt.

VI,Nguyên lý hoạt động của buồng dập hồ quang:

Khi hồ quang xuất hiện dứơi tác dụng của lực điện động ,bao gồm lực điện động do kết cấu mạch vòng dẫn điện và do các tấm dập chế tọ bằng vật liệu dẫn từ bị nhiễm từ tác dụng lên dòng điện hồ quang, hồ quang bị đẩy vào giữa các tấm thép và bị chia ra làm nhiều đoạn ngắn Lực điện động sẽ càng đẩy hồ quang đi sâu vào , đồng thời các tấm sắt từ còn có tác dụng tản nhiệt hồ quang làm hồ quang dễ bị dập tắt.Kết quả là hồ uang bị dập tắt nhờ các yếu

tố sau:

+Điện áp hồ quang Uhq bị giảm

+Chiều dài hồ quang bị chia làm nhiều đoạn ngắn

+Nhiệt độ hồ quang bị giảm

Chơng V

Tính toán lò xo tiếp điểm,lò xo nhả

I Lựa chọn kết cấu và vật liệu chế tạo lò xo:

Chän lß xo xo¾n h×nh trô chÞu nÐn

- Giíi h¹n mái cho phÐp khi uèn σu=930 N/mm2

- Giíi h¹n mái cho phÐp khi xo¾n σx=580 N/mm2

- Theo công thức 4-31 (TKKCDHA) , đờng kính dây lò xo là :

d =

][

.8

x

C F

σπ

Trong đó F:lực ép tiếp điểm tính cho một tiếp điểm(1 pha 2 chỗ ngắt)

F=Flxc=2.Ftd1=2.14,5=29 N

Flxd=(0,4 -0,7) Flxc=0,6 Flxc=0,6.29=17,4 N

C: Tỉ số D/d C=4-16 chọn C=10

[σx]: ứng suất cho phép [σx]=580 N/mm2

d = 1,13( )

580

10.29.8][

.8

mm C

F

x

=

=πσ

f d G

∆

.8

3

4

.Trong đó: ∆F:Lực lò xo phải sinh ra trong đoạn f

∆F=Fc-Fđ=29-17,4=11,6 N f:Độ lún của lò xo

f=l=4.4 mm G:Mô đun chống trợt G=80x103 N/mm3

d=1,13 mm

C=10

6,11.3,11.8

4,4.13,1.10.80

8

3

4 3 3

4

=

=

∆F D

f d G

(vòng)

Do lò xo chịu nén có các vòng chống nghiêng ở hai đầu lò xo ,số vòng toàn phần của lò xo:

1 + =

=

W f

- Chiều dài kết cấu :

3,11.29.162

2,Lò xo tiếp điểm phụ:

Lực ép tiếp điểm phụ nh đã tính ở trên:

C.F8

x

σπ

Trong đó F:lực ép tiếp điểm tính cho một tiếp điểm(1 pha 2 chỗ ngắt)

F=1 N

C: Tỉ số D/d C=10

[σx]: ứng suất cho phép [σx]=580 N/mm2.

d = 0.21(mm)

580x

10xx8][

C.F8

x

=π

=σπ

Vậy chọn đờng kính dây lò xo là d =0.21 mm

f

d.G

f=l=1.6 mm G:Mô đun chống trợt G=80x103 N/mm3

d=0.21 mm

C=10

4.0108

6.121.01080

8

3

3 3

D

f d G

f

= +

=

- Chiều dài kết cấu :

lk = d.W = 0.21x10 =2.1 mm

ln = W.tn + 1.5xd = 10x0.37 + 1.5x0.21 = 4 (mm)

- ứng suất xoắn thực tế của lò xo:

21.02

1.21162

.8

x

C F

σπ

Trong đó F:lực kéo nén cho 1 lò xo

F=14,4 N

C: Tỉ số D/d C=4-16 chọn C=10

[σx]: ứng suất cho phép

[σx]=580 N/mm2.

d = 0,8( )

580

10.4,14.8]

[

8 1

mm C

F

x

πσ

4

.8

F D

f d G

Trong đó: ∆F1:Lực lò xo phải sinh ra trong đoạn f

∆F1=Fnhc1-Fnhđ1=14,4 - 9,03=5,37 N f:Độ lún của lò xo

F=l+m=4.4+9=13.4 mm G:Mô đun chống trợt G=80x103 N/mm3

d=0,8 mm

C=10

37,5.8.8

4,13.8,0.10.80

8

3

4 3

1 3

4

=

=

∆F D

f d G

0 + =

=

W f

- Chiều dài kết cấu :

lk = d.W = 0,8.20 =16 mm

ln = W.tn + 1,5.d = 20.1,4 + 1,5.0,8 = 29,2 (mm)

- ứng suất xoắn thực tế của lò xo:

σx = 573

8,0.2

8.4,14.162

52.2

38.9

13 13

1.6

29

18

13.4 11.8 4.4

a Lực ép tiếp điểm chính thờng mở :

-Lực ép tiếp điểm cuối(3pha ,6 tiếp điểm) :

Ftđ c = 6.Ftđ = 6.14,5 = 87 (N)

-Lực ép tiếp điểm đầu :

Ftđ đ = 0,6.Ftđ c = 0,6.87 = 52,2 (N)

b Lực ép tiếp điểm phụ thờng mở :

-Lực ép tiếp điểm cuối :

Ftđ c = 4.Ftđ phụ (2 tiếp điểm cầu)

= 4.0,5 =2 (N)

- Lực ép tiếp điểm đầu :

Ftđ đ = 0,6.Ftđ c = 0,6.2 = 1.2 (N)

c Lực ép tiếp điểm phụ thờng đóng :

- Lực ép tiếp điểm đầu : Ftđ đ = Ftđ c = 2 (N)

- Lực ép tiếp điểm cuối : Ftđ c = Ftđ đ = 1.2 (N)