Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo áp tô mát một pha hai cực dùng trong gia dụng có gam dòng 10a 30a điện áp 250v

Bộ CôNG THơNG TổNG CôNG TY THIếT Bị ĐIệN VIệT NAM CôNG TY Cổ PHầN KHí Cụ đIệN I BáO CáO TổNG KếT Đề TàI KHOA HọC Và CôNG NGHệ CấP Bộ Tên đề tài : NGHIêN CứU, THIếT Kế Và CHế TạO áp Tô MáT 1 PHA 2 CựC dùng trong gia dụng Có GAM DòNG 10 A - 30 A điện áp 250 V 1 Hoàng Đình Phẩm Kỹ s máy điện Tổng Giám đốc 2 Phùng Đệ Kỹ s cơ khí Phó Tổng Giám đốc 3 Đồng Văn Kim Kỹ s điện Giám đốc X2 4 Liễu Chí Thanh Kỹ s cơ khí Giám đốc X3 5 Nguyễn Duy Thành Trung cấp cơ khí Phó Giám đốc X3 6 Nguyễn Xuân Diện Kỹ s điện Giám đốc xởng dây điện 7 Nguyễn Kim Tờng Kỹ s cơ khí Trởng phòng TKCN 8 Phan Hùng Kỹ s điện KTV Phòng TKCN 9 Nguyễn Đăng Dũng Kỹ s kinh tế Trởng phòng ĐĐSX 10 Hạ Thị Dung Cử nhân TCKT Giám đốc tài chính Chủ nhiệm đề tài Đơn vị thực hiện Hoàng Nguyên Minh Hong Đình Phẩm Sơn Tây, tháng 10/2010 vinakip R 2 MụC LụC Trang Lời nói đầu 3 Chơng I. Nghiên cứu tổng quan nhu cầu sử dụng áp tô mát 1 pha 2 cực có gam dòng đến 30 A điện áp 250 V tại Việt Nam 5 Chơng II. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo áp tô mát 1 pha 2 cực dùng trong gia dụng có gam dòng từ 10 A 30 A điện áp 250 V 8 A. Tổng quan về sản phẩm 8 B. Tính toán thiết kế chi tiết sản phẩm 11 I. Tính toán hệ thống liên động cơ khí 11 II. Tính toán thiết kế phần tử bảo vệ 12 III. Tính toán thiết kế mạch vòng dẫn điện 17 IV. Lựa chọn vật t gia công đế và nắp 28 C. Thiết kế chi tiết 30 I. Định hớng thiết kế 30 II. Thiết kế chi tiết 30 III. Thiết kế các cụm chi tiết 35 D. Thiết kế và chế tạo khuôn mẫu gá lắp 42 1. Triển khai thiết kế khuôn mẫu 42 2. Triển khai chế tạo kế khuôn mẫu 44 3. Lu trình công nghệ chế tạo khuôn ép 46 E. Gia công chi tiết, lắp ráp và hiệu chỉnh 47 1. Lu trình chế tạo 47 2. Dập, ép chi tiết 48 3. Lắp ráp 48 Chơng III. Kiểm tra thử nghiệm 49 I. Kiểm tra khuôn ép các chi tiết nhựa 49 II. Kiểm tra khuôn dập đột, uốn các chi tiết kim loại 49 III. Kiểm tra các chi tiết nhựa 49 IV. Kiểm tra các chi tiết kim loại 49 V. Kiểm tra lắp ráp và xuất xởng 50 Chơng IV : Kết luận và kiến nghị 51 Phụ lục 53 3 Lời nói đầu Công ty CP Khí Cụ Điện I - VINAKIP đợc thành lập từ cuối những năm 60 của thế kỷ trớc, với bề dày kinh nghiệm trên 40 năm chuyên nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các sản phẩm phân phối, đóng ngắt và bảo vệ mạch điện hạ và trung áp có dòng điện đến 5000 A, cấp điện áp đến 35 kV. Công ty đ và đang lớn mạnh không ngừng, hàng năm cung cấp ra thị trờng trong và ngoài nớc hàng triệu các sản phẩm, với đủ các chủng loại khác nhau. Trong những năm qua, đợc sự hỗ trợ của Bộ Công Thơng về định hớng trong công tác thiết kế. hàng năm Công ty đ nghiên cứu-thiết kế-chế tạo hàng loạt các sản phẩm mới mang tính cấp thiết, những sản phẩm đó luôn có các tính năng nổi trội, thay thế hàng ngoại nhập, sản phẩm cụ thể nh: * Năm 2001: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo Balat đèn Natri cao áp và bộ mồi * Năm 2002: Nghiên cứu thiết kế ổn định công nghệ sản xuất APTOMAT 3A100 và bổ sung điền đầy dy gam dòng từ 10A; 16A; 20A; 25A; 30A; 40A; 50A; 60A; 80A; 100A. * Năm 2004: nghiên cứu thiết kế và chế tạo Cầu dao hộp đóng cắt nhanh (Đề tài đ đợc giải thởng VIFOTEC năm 2005). Năm 2005: nghiên cứu thiết kế và chế tạo Cầu dao cách ly trung thế ngoài trời có cấp điện áp từ 12kV; 24kV; 35kV dòng điện đến 630 A có dao nối đất Năm 2006: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo 16 loại công tắc và ổ cắm chìm tờng chất lợng cao. Năm 2007 Nghiên cứu thiết kế và chế tạo Cầu chì kèm cầu dao hạ thế (FSD) có các gam dòng 100A; 150A; 200A Năm 2008 Nghiên cứu thiết kế và chế tạo Bộ chuyển đổi nguồn tự động (ATS) ba pha có gam dòng 200A. Năm 2009 Nghiên cứu thiết kế và hoàn thiện thiết bị, công nghệ chế tạo Balát 2 cấp công suất 150W/100W, bộ chuyển đổi công suất và bộ khởi động động cho đèn nari cao áp. Các đề tài khoa vừa có tính mới, vừa có tính kế thừa mang tính thực tiễn cao, đợc nghiên cứu từ thực tế nhu cầu thị trờng và dự tính cho tơng lai. do vậy các sản phẩm ra đời đ đợc thị trờng đón nhận tích cực, tạo đợc niềm tin với khách hàng. 4 bằng chứng là liên tục trong những năm qua mức tiêu thụ các sản phẩm đó tăng đến 150% mỗi năm. Trong những năm gần đây, nhất là từ khi Việt Nam gia nhập tổ chức thơng mại thế giới (WTO) nền kinh tế nớc ta luôn phát triển ở tốc độ cao. Hội nhập kinh tế thế giới đó là cơ hội vàng và cũng là những thách thức không nhỏ đối với các doanh nghiệp Việt Nam trong đó có VINAKIP. Không ngừng phát triển sản phẩm mới có chất lợng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng là mục tiêu sống còn mà ban lnh đạo công ty luôn đề cao. Trên cơ sở khả năng kỹ thuật - công nghệ, đội ngũ kỹ s giàu kinh nghiệm trong công tác nghiên cứu thiết kế. Qua khảo sát thị trờng Công ty VINAKIP lựa chọn sản phẩm p tụ mỏt mt pha 2 cc dựng trong gia dng cú cỏc gam dũng 10 A ữ ữữ ữ 30 A in ỏp 250 V là đề tài nghiên cứu cấp bộ năm 2010. áp tô mát là thiết bị điện dùng để đóng và tự động ngắt mạch điện khi có sự cố nh quá tải, ngắn mạch, quá dòng, quá áp, thấp áp Sản phẩm với những u điểm so với những thiết bị có các chức năng tơng tự nh: Mẫu m đẹp, kích thớc gọn nhẹ, thuận lợi trong lắp đặt (Kiểu lắp chìm, lắp nổi và lắp phối hợp trên bảng điện) phù hợp lắp chung các thiết bị phụ cùng loại của nhiều hng khác nhau. Trong khuôn khổ đề tài chúng tôi xin trình bày các phần chính sau : Chơng I: Nghiên cứu tổng quan nhu cầu sử dụng áp tô mát 1 pha 2 cực có gam dòng đến 30 A điện áp 250 V tại Việt Nam. Chơng II: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo áp tô mát 1 pha 2 cực dùng trong gia dụng có gam dòng từ 10 A 30 A điện áp 250 V. Chơng III: Kiểm tra và thử nghiệm Chơng IV: Kết luận và kiến nghị Phần Phụ lục 5 Chơng I Nghiên cứu tổng quan nhu cầu sử dụng áp tô mát 1 pha 2 cực có gam dòng đến 30 A điện áp 250 V tại Việt Nam Qua khảo sát về vấn đề sử dụng thiết bị điện trong hệ thống điện nói chung cũng nh tại các hộ tiêu thụ điện nói riêng, do nhu cầu sử dụng các thiết bị tiêu thụ điện trong các hộ gia đình ngày càng tăng, trong khi đó việc đầu t, nâng cấp cải tạo đờng dây và trạm cha đáp ứng đợc nhu cầu đó. do vậy trong các hộ tiêu thụ điện thờng sảy ra hiện tợng quá tải, ảnh hởng đến tuổi thọ thiết bị và đờng dây. Khỏch hng ngy nay c t do la chn nhng sn phm cho mỡnh, vic a dng hoỏ sn phm s to iu kin cho khỏch hng cú thêm nhiu s la chn những mt hng tiờu dùng, nht l nhng thit b in dựng trong gia ỡnh, mt hng ny cng ũi hi cao v kiu dỏng, mu mó và sự tin nghi. Nn kinh t th trng, hi nhp với quốc tế, vic cnh tranh gia hng ni a và hng nhp ngoi tr nờn gay gt hn. Ngoi yu t v giỏ cả cht lng v mu mó sn phm cũn cú yu t th hiu v tin cy ca ngi tiờu dựng. c bit ỏp tụ mỏt 1 pha 2 cc c nhp t cỏc nc trờn th gii vi nhiu mu mó v giỏ c khỏc nhau, mt s Cụng ty nhp linh kin lp rỏp ti Vit nam gim giỏ thnh. Qua tìm hiểu trên thị trờng cả nớc, đ có rất nhiều cỏc hóng nc ngoi đ cung cấp sn phm áp tô mát 1 pha 2 cực vo Vit Nam, sản phẩm đợc ngời tiêu dùng a chuộng nht là sản phẩm do hóng LG sản xuất, vi s lng tiờu th khỏ cao do hỡnh thc mu mó v giỏ c hp lý. Nm bt c nhu cu ca th trng Cụng ty VINAKIP ó quyt nh nghiờn cu thit k, ch to ỏp tụ mỏt 1 pha 2 cc vi mt s tớnh nng u vit nhm thay th mt phn hng nhp khu, cnh tranh vi cỏc hóng hin hnh. Sn phm mu nghiờn cu l cỏc loi ỏp tụ mỏt 1 pha 2 cc A30-T/250V cú gam dũng 20A v 30A, sử dụng mẫu của ca hóng LG Hàn Quốc làm chủ đạo cho việc nghiên cứu thiết kế. ngoài ra một số mẫu của các hng khác đợc tham khảo nh Mitsubishi; IL SHIN; SINO hin cú bỏn trên thị trờng. 6 Hình ảnh tổng quan sản phẩm mẫu Phân tích đánh giá mẫu: Qua phân tích đánh giá các tính năng nổi trội và những hạn chế của các sản phẩm mẫu. kiểm tra các thụng s k thut theo yêu cầu tiờu chun ỏnh giỏ cht lng. t ú phõn tớch u im, tớnh nng của sản phẩm, xây dựng đợc các yêu cầu thông số của sản phẩm theo yêu cầu tiêu chuẩn, ỏnh giỏ kh nng cụng ngh ca cụng ty VINAKIP iu kin ỏp ng yờu cu k thut thit k v ch to. Cỏc yờu cu v tớnh nng sn phm - An ton v in theo tiờu chun - Kt cu vng chc, m bo bn c - Kớch thc chi tit dn in, cỏc chi tit bo v nhit tuõn th theo tớnh toỏn v m bo khụng phỏt núng quỏ tiờu chun cho phộp, m bo v bn in, và bền nhit. - B xung ốn tớn hiu bỏo khi úng in v cú in nhm tng thm m ca sn phm. - Kh nng lp ln lot cao. - ỏp ng c gii phỏp lp t thun tin, - Kh nng ỏp ng cụng ngh ca Cụng ty cao 7 Sản phẩm đạt theo tiêu chuẩn với các thông số sau: TT Chỉ tiêu chất lượng Đơn vị đo Kết quả đạt được Ghi chú 1 Điện áp làm việc V 250 2 Khoảng mở tiếp điểm mm ≥ 3mm 3 Khoảng nén tiếp điểm mm ≥ 1,2mm 4 Độ bền cơ khí Chu kỳ đóng ngắt ≥ 4000 5 Khả năng cách điện Giữa pha - pha Giữa pha - vỏ MΩ ≥ 10 6 Độ bền điện áp tần số công nghiệp Giữa pha - pha Giữa pha - vỏ 2000 V/phút Không bị đánh thủng cách điện 7 Khe hở không khí giữa những phần mang điện mm ≥ 3mm 8 Độ tăng nhiệt tại đầu nối ngoài ở dòng điện I= 1,13 Iđm trong thời gian ≥ 1h ≤ 60 O C 8 Lẫy móc giữ móc Tấm tỳ Tay bật F 1 Thanh truyền 1 Thanh truyền 2 Chơng II Nghiên cứu thiết kế, chế tạo áp tô mát 1 pha 2 cực dùng trong gia dụng có gam dòng từ 10 A 30 A điện áp 250 V A. Tổng quan về sản phẩm 1. Tính năng của sản phẩm: áp tô mát là thiết bị điện dùng đóng và tự động ngắt mạch điện khi có sự cố nh quá tải, ngắn mạch, quá dòng, quá áp, thấp áp Nguyên lý cấu tạo: Theo tính năng bảo vệ có thể chia áp tô mát theo nhiều loại sau: áp tô mát bảo vệ quá tải áp tô mát bảo vệ ngắn mạch áp tô mát bảo vệ quá dòng áp tô mát bảo vệ mất pha & thấp áp áp tô mát bảo vệ hỗn hợp là loại có thể kết hợp các chức năng bảo vệ trong một áp tô mát. tuy nhiên áp tô mát loại này có kết cấu phức tạp, kích cỡ lớn, giá thành cao. Cu to gồm các bộ phận chính nh sau: a. H thng liờn ng c khớ: có nhiệm vụ truyền chuyển động để tự ngắt, tách rời tiếp điểm động khỏi tiếp điểm tĩnh khi áp tô mát có sự cố hoặc đóng ngắt bằng tay theo ý muốn. Hình minh hoạ hệ thống liên động cơ khí 9 b. H thng mch vũng dn in: có nhiệm vụ mang và dẫn dòng điện ở mọi chế độ khác nhau nh dài hạn, ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại và chế độ quá tải của áp tô mát. Hình minh hoạ hệ thống mạch vòng dẫn điện c. Phn t bo v có nhiệm vụ nhận và biến đổi các tín hiệu đầu vào, tác động một lực lên hệ thống liên động cơ khí để ngắt áp tô mát khi mạch điện có sự cố quá tải. Tiếp điểm hợp kim gốm ( Bạc/ni) Giá tiếp điểm(Đồng lò xo) Tính đàn hồi tốt- lực nén tiếp điểm lớn Thanh dẫn đồng chất lợng cao mạ bạc giảm điện trở tiếp xúc kẹp dây vào ra (dạng tấm kẹp) Diện tích tiếp xúc lớn, chống đứt dây Dây nối mềm đợc nối với cực phụ bằng Phơng pháp hàn tiếp xúc giảm tối đa điện trơt tiếp xúc Nối với thanh dẫn bằng hàn tiếp xúc Dây nối mềm F Thanh BIMÊTAN 10 d. Th©n, n¾p vµ hép b¶o vÖ Th©n N¾p Hép b¶o vÖ [...]... thiết kế phần tử bảo vệ: áp tô mát l khí cụ điện dùng bảo vệ thiết bị điện khi mạch điện sảy ra các sự cố nh ngắn mạch, quá dòng, quá áp, thấp áp vì vậy phần tử bảo vệ đóng vai trò rất quan trọng Theo tính năng bảo vệ có thể chia áp tô mát theo nhiều chức năng bảo vệ khác nhau áp tô mát bảo vệ quá tải áp tô mát bảo vệ ngắn mạch áp tô mát bảo vệ quá dòng áp tô mát bảo vệ mất pha & thấp áp 12 áp tô mát. .. loại có thể kết hợp các chức năng bảo vệ trong một áp tô mát tuy, nhiên áp tô mát loại n y có kết cấu phức tạp, kích cỡ lớn, giá th nh cao Qua khảo sát về vấn đề sử dụng thiết bị điện trong hệ thống điện nói chung cũng nh tại các hộ tiêu thụ điện nói riêng do nhu cầu sử dụng các thiết bị tiêu thụ diện trong các hộ gia đình ng y c ng tăng trong khi đó việc đầu t, nâng cấp cải tạo đờng dây v trạm cha áp. .. 30A v 25A l = 1mm Căn cứ dòng định mức, dựa theo kinh nghiệm chọn chiều d y = 0,8 mm cho các gam dòng từ 10A đến 20A Việc tính toán thiết kế v lựa chọn áp tô mát bảo vệ thiết bị một cách hiệu quả nhất cả về đặc tính bảo vệ v kinh tế cần phải dựa trên đặc tính Ampe - giây của áp tô mát v đặc tính Ampe - giây của đối tợng cần bảo vệ Khi có dòng điện chạy qua trong một thời gian sẽ nung nóng thanh Bimêtan... sẽ không tận dụng đợc công suất của thiết bị, chọn quá cao sẽ l m giảm tuổi thọ của thiết bị III Tính toán thiết kế mạch vòng dẫn điện 1 Nguyên lý cấu tạo mạch vòng dẫn điện: Mạch vòng dẫn điện đóng vai trò rất quan trọng trong áp tô mát, nó có nhiệm vụ đóng ngắt v truyền dẫn dòng điện - Thanh dẫn có chức năng truyền tải dòng điện - Hệ thống tiếp điểm gồm tiếp điểm động v tiếp điểm tĩnh có chức năng... gian sẽ nung nóng thanh Bimêtan theo công thức nh sau: Q=I2Rt Trong đó I : dòng điện chạy qua áp tô mát R: điện trở đợc đốt nóng t : Thời gian đốt nóng Do vậy căn cứ các thông số nh dòng định mức của áp tô mát, dòng quá tải m tại đó áp tô mát tác động v các biểu thức tính toán (1); (2); v (3) xây dựng đờng đặc tính Am pe - giây (A-S) cho áp tô mát nh sau: 16 t Đặc tính A-s của đối tợng bảo vệ 1000 ATM... lí, với yêu cầu áp tô mát có dòng định mức Iđm = 30A, điện áp 250 V, cần có khoảng mở của áp tô mát l 3mm do vậy chọn h nh trình khép kín chuyển động các khớp quay từ điểm chết dới đến điểm chết trên khoảng 3mm - Các khâu khớp truyền chuyển động do vậy trong quá trình l m việc luôn có các lực ma sát tác dụng, dẫn đến nhanh mòn, không đảm bảo các yêu cầu về độ bền cơ khí chọn vật t chế tạo (thép 3X13)... công nghệ tốt, dễ gia công - Để áp ứng đợc những yêu cầu trên, chọn vật liệu chế tạo đế v nắp l nhựa nhiệt cứng Phenolic 28 đế áp tô mát Nắp áp tô mát 29 C Thiết kế chi tiết I Định hớng thiết kế - Đảm bảo đợc yêu cầu, tính năng tối u của sản phẩm - Hình dáng kết cấu đợc lựa chọn những u điểm của sản phẩm nhiều h ng khác nhau - Kết cấu lựa chọn phù hợp với khả năng công nghệ chế tạo sẵn có của công ty... đó do vậy trong các hộ tiêu thụ điện thờng sảy ra hiện tợng quá tải Một trong những lý do trên, để mong muốn có một sản phẩm tối u đảm bảo đợc các chỉ tiêu kỹ thuật v chỉ tiêu kinh tế nhóm thiết kế đ lựa chọn phơng pháp bảo vệ cho áp tô mát l bảo vệ quá tải 1 Nguyên lý hoạt động phần tử bảo vệ quá tải Hiện tợng quá tải trong mạch điện xuất hiện khi có nhiều phụ tải tiêu thụ điện cùng trong một thời... 1 o 1,2 2 3 4 5 6 7 Iđm Các đờng đặc tính thời gian dòng điện Thực chất phần tử bảo vệ trong áp tô mát l rơ le nhiệt Đặc tính cơ bản của rơ le nhiệt l quan hệ giữa thời gian tác động v dòng điện phụ tải chạy qua Mặt khác để đảm bảo tuổi thọ lâu d i của thiết bị theo đúng số liệu kỹ thuật Lựa chọn áp tô mát sao cho có đợc đờng đặc tính Am pe- giây áp tô mát gần sát đờng đặc tính Am pe-giây của đối tợng... vật t chế tạo, chi tiết tiêu chuẩn v các bộ phận thông dụng phù hợp với khả năng áp ứng trên thị trờng II Thiết kế chi tiết: Trong lĩnh vực thiết kế sản phẩm Công ty VINAKIP luôn áp dụng những công nghệ mới, phần mềm thiết kế chuyên dụng để đảm bảo một cách nhanh, chính xác v hiệu quả nhất Các phần mềm bao gồm: - Phần mềm AUTOCARD - Phần mềm SOLIDWORK - Phần mềm CIMATRON - Ngo i ra còn áp dụng một số . Nghiên cứu tổng quan nhu cầu sử dụng áp tô mát 1 pha 2 cực có gam dòng đến 30 A điện áp 250 V tại Việt Nam 5 Chơng II. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo áp tô mát 1 pha 2 cực dùng trong gia dụng. I: Nghiên cứu tổng quan nhu cầu sử dụng áp tô mát 1 pha 2 cực có gam dòng đến 30 A điện áp 250 V tại Việt Nam. Chơng II: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo áp tô mát 1 pha 2 cực dùng trong gia dụng. II Nghiên cứu thiết kế, chế tạo áp tô mát 1 pha 2 cực dùng trong gia dụng có gam dòng từ 10 A 30 A điện áp 250 V A. Tổng quan về sản phẩm 1. Tính năng của sản phẩm: áp tô mát là thiết