CÔNG TẮC TƠ, chương 4 docx

Chng 4: tính toán thanh dẫn tĩnh Khi làm việc thanh dẫn tĩnh cũng chịu một dòng điện nh- thanh dẫn động. Nh- ta đã nói ở trên còn cần phải có độ bền về cơ để gia công lỗ sắt vít đầu nối và chịu va đập cơ khí khi đóng ngắt mạch điện. Vì vậy ta chọn kích th-ớc thanh dẫn tĩnh lớn hơn kích th-ớc thanh dẫn động. Ta chọn kích th-ớc thanh dẫn tĩnh nh- sau: a = 20 (mm) b = 2 (mm) Mật độ dòng điện thanh dẫn tĩnh là: J t = I S t = 40 60 = 1,5 (A/mm 2 ). Trong đó: S t = a.b = 20. 2 = 40 (mm 2 ): Tiết diện thanh dẫn tĩnh. I = I đm = 60 (A): Dòng điện định mức. Vậy J t = 1,5 (A/mm 2 ) < [J cp ] = 4 (A/mm 2 ) là phù hợp với yêu cầu kỹ thuật. Nh- vậy kích th-ớc thanh dẫn tĩnh là: a= 20 (mm). b= 2 (mm). ii. vít đầu nối: Đầu nối dùng để nối dây dẫn mạch ngoài với thanh dẫn tĩnh. Nó là một phần tử quan trọng trong hệ thống mạch vòng. Nếu không đảm bảo rất dễ bị h- hỏng trong quá trình vận hành. ii.1 yêu cầu đối với đầu nối: Nhiệt độ các mối nối ở chế độ làm việc dài hạn với dòng điện định mức không v-ợt quá trị số cho phép. Do đó mối nối phải có kích th-ớc và lực ép tiếp xúc (F tx ) đủ để điện trở tiếp xúc (R tx ) không lớn ít tổn hao công suất. Mối nối tiếp xúc cần có đủ độ bền cơ, bền điện và độ bền nhiệt khi dòng ngắn mạch chạy qua. Lực ép điện trở tiếp xúc, năng l-ợng tổn hao và nhiệt độ phát nóng phải ổn định khi công tắc tơ vận hành. ii.2 chọn dạnh kết cấu mối nối: Căn cứ vào ứng dụng của công tắc tơ với dòng định mức I đm = 60(A) ta chọn kiểu mối nối tháo rời ren sử dụng vít M 6x15 tra bảng(2-3)- quyển 1 và kiểu mối nối nh- hình sau: Trong đó: 1: Vít M 6x15 2: Long đen. 3: Thanh dẫn đầu ra. 4: Thanh dẫn tĩnh. ii.3 tính toán đầu nối: 1. Diện tích bề mặt tiếp xúc đ-ợc xác định theo công thức: S tx = I đm J (mm 2 ). Theo kinh nghiệm thiết kế và tham khảo tài liệu h-ớng dẫn với dòng điện định mức I đm = 60 (A) đối với thanh dẫn bằng đồng mật độ dòng điện có thể lấy bằng 0,31 (A/mm 2 ) tại chỗ tiếp xúc với dòng xoay chiều có tần số 50 Hz. Vậy S tx = 31,0 60 = 193,5 (mm 2 ). 2. Lực ép tiếp xúc đ-ợc tính theo công thức: F tx = f tx .S tx (kg). Trong đó: S tx = 193,5 (mm 2 ): Diện tích tiếp xúc f tx : Lực ép tiếp xúc riêng trên mối nối thanh đồng. Theo quyển 1- trang 33 ta có : f tx = (100150) (kg/cm 2 ). Chọn f tx = 115 (kg/cm 2 ). Vậy ta có lực ép tiếp xúc : F tx = 110.193,5.10 -2 = 222,52 (kg) = 2225,2 (N) So sánh với lực ép cho phép F tx = 2,225 (KN) < 2,3 (KN) là phù hợp. 3. Điện trở tiếp xúc: Theo công thức (2 25) quyển 1 ta có: R tx = tx m tx k 0,102.F () Trong đó: k tx : hệ số kể đến sự ảnh h-ởng của vật liệu. Theo trang 59-quyển 1 ta có: k tx = (0,090,14).10 -3 (kg) m : là hệ số phụ thuộc hình thức tiếp xúc. Vì hai thanh dẫn ghép có vít, cho nên ở đây tiếp xúc là tiếp xúc mặt nên theo trang 59 quyển 1 ta có : m = 1. Nên điện trở tiếp xúc : R tx = [ ] 5,222.102,0 10.12,0 3 = 0,005.10 -3 (). 4. Điện áp tiếp xúc mối nối : Theo công thức (2 27) quyển 1: U tx = R tx .I đm (V) Trong đó: I đm = 60 (A): Dòng điện định mức. R tx = 0,005 (). U tx = 0.005.10 -3 . 60 = 0,30.10 -3 (V) = 0,30 (mV). So sánh với [U tx ] = (2 30) (mV) là phù hợp. iii. tiếp điểm: Tiếp điểm thực hiện chức năng đóng ngắt mạch điện. Vì vậy kết cấu và thông số của tiếp điểm có ảnh h-ởng đến kết cấu và kích th-ớc toàn bộ công tắc tơ, tuổi thọ của công tắc tơ. iii.1 yêu cầu của tiếp điểm : Khi công tắc tơ làm việc ở chế độ định mức nhiệt độ bề mặt nơi không tiếp xúc phải nhỏ hơn nhiệt độ cho phép. Với dòng điện lớn cho phép tiếp điểm phải chịu đ-ợc độ bền nhiệt và độ bền điện động. Khi làm việc với dòng định mức và đóng ngắt dòng điện giới hạn cho phép tiếp điểm phải có độ mòn điện và cơ bé nhất, độ rung của tiếp điểm không đ-ợc lớn hơn trị số cho phép. iii.2 chọn kết cấu và vật liệu tiếp điểm : Qua tham khảo tài liệu và với dòng điện định mức I đm = 60 (A) ta chọn dạng kết cấu tiếp điểm là : tiếp xúc điểm kiểu trụ cầu- trụ cầu ( theo trang 37- quyển 1). Vật liệu tiếp điểm cần có độ bền cơ cao dẫn điện và dẫn nhiệt tốt với dòng I đm = 60 (A ) theo bảng (2-13)- quyển 1 : Ta chọn vật liệu làm tiếp điểm là kim loại gốm : Ag-Niken than chì. Ký hiệu : KMK- A32M. Loại kim loại gốm rất tốt có khả năng đáp ứng nhu cầu cho tiếp điểm có độ cứng cao, điện trở suất nhỏ và ổn định khi làm việc ở chế độ dài hạn. Các thông số kĩ thuật của KMK A32M. = 8,7 (g/cm 3 ) : Khối l-ợng riêng.  nc = 3403 ( o C) : NhiÖt ®é nãng ch¶y  20 = 4,0.10 -5 (mm) : §iÖn trë suÊt ë 20 o C  = 3,25 (W/cm o C) : §é dÉn nhiÖt. H B = (65  85) (kg/mm 2 ) : §é cøng Brinen Chän H B = 75 (kg/mm 2 )  = 3,5.10 -3 (1/ o C) : HÖ sè nhiÖt ®iÖn trë. . tiếp điểm có ảnh h-ởng đến kết cấu và kích th-ớc toàn bộ công tắc tơ, tuổi thọ của công tắc tơ. iii.1 yêu cầu của tiếp điểm : Khi công tắc tơ làm việc ở chế độ định mức nhiệt độ bề mặt nơi không. l-ợng tổn hao và nhiệt độ phát nóng phải ổn định khi công tắc tơ vận hành. ii.2 chọn dạnh kết cấu mối nối: Căn cứ vào ứng dụng của công tắc tơ với dòng định mức I đm = 60(A) ta chọn kiểu mối nối. I S t = 40 60 = 1,5 (A/mm 2 ). Trong đó: S t = a.b = 20. 2 = 40 (mm 2 ): Tiết diện thanh dẫn tĩnh. I = I đm = 60 (A): Dòng điện định mức. Vậy J t = 1,5 (A/mm 2 ) < [J cp ] = 4 (A/mm 2 )