Đồ án Khí cụ điện - Role Trung Gian

Đồ án Khí cụ điện - Role Trung Gian

ỏn mụn hc Khớ c in ____________________________________ Lời nói đầu Đất nớc ta đang trong quá trình đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá. để thực hiện đợc thì phải cần nguồn năng lợng, mà điện năng chiếm vai trò quan trọng nhất. điện năng phục vụ cho mọi ngành, mọi lĩnh vực. Trong khi sử dụng điện thì có thể gặp phải các sự cố rủi ro xảy ra nh hiện tợng ngắn mạnh, quá điện áp, quá dòng điện Để đảm bảo an toàn cho tính mạng con ngời, bảo vệ các thiết bị điện và tránh tổn thất kinh tế cộng với sự phát triển nh vũ bảo của nền công nghiệp thì khí cụ điện ngày càng đợc đòi hỏi nhiều hơn, chất lợng luôn đi theo sự phát triển của công nghệ. Ngày nay các khí cụ điện hiện đại đợc sản xuất ra phải đảm bảo tính năng tự động hoá cao, trong đó Rơle không nằm ngoài khả năng tự động hoá,điều khiển các quá trình sản xuất. Chính vì vậy vai trò cần thiết của sự nghiên cứu, thiết kế Rơle là đặc biệt quan trọng nhằm nâng cao tính năng tự động hoá, và tuổi thọ làm việc của chúng không ngừng đợc hoàn thiện hơn. Đợc sự giúp đỡ của các thầy cô trong nhóm khí cụ điện , thuộc bộ môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất, Khoa Điện. Đặc biệt là sự hớng dẫn tận tình của thầy Phạm Văn Chới, em đã hoàn thành đợc đồ án môn học, với đề tài thiết kế Rơle trung gian kiểu kín, xoay chiều. Do hiểu biết, kiến thức còn hạn chế và thời gian có hạn, cộng với kinh nghiệm thực tế còn ít, nên trong quá trình thiết kế đồ án môn học em không khỏi mắc phải những sai sót. Em xin chân thành cảm ơn. Chơng I : Kết cấu của Rơle trung gian _________________________________________________________________ 1 ỏn mụn hc Khớ c in ____________________________________ I. Giới thiệu chung về các loại khí cụ điện Khí cụ điện là những thiết bị, cơ cấu điện dùng để điều khiển các quá trình sản xuất, biến đổi, truyền tải phân phối năng lợng và các dạng năng lợng khác. Trong các loại khí cụ điện thì Rơle có một vị khá quan trọng, nó dùng để bảo vệ các thiết bị hay điều khiển các quá trình sản xuất. Trong các loại Rơle thì Rơle trung gian là loại tăng thêm số tiếp điểm cho Rơle chính. II. Yêu cầu chung khi thiết kế. Đối với Rơle trung gian kiểu kín khi thiết kế phải thoã mãn các yêu cầu cơ bản của một sản phẩm công nghiệp hiện đại nh yêu cầu về kỹ thuật, về vận hành, về kinh tế, về công nghệ chế tạo và về lĩnh vực xã hội, đặc trng của những yêu cầu trên đợc biểu hiện qua các qui định chuẩn mức, tiêu chuẩn chất lợng cửa nhà nớc hoặc của ngành và chúng nằm trong nghiệp vụ thiết kế kỹ thuật. 1. Yêu cầu về kỹ thuật. Yêu cầu kỹ thuật có thể nói là yêu cầu quan trọng và quyết định đối với quá trình thiết kế của khí cụ điện. Phải xác định đợc phơng án tối u, chính xác hoá kết cấu khối của khí cụ điện, các yêu cầu đó đợc thể hiện bằng độ bền nhiệt của các chi tiết, bộ phận của khí cụ điện điện khi chúng làm việc ở chế độ định mức, chế độ sự cố ngắn mạch Yêu cầu về kỹ thuật còn phải đảm bảo độ bền cách điện của những chi tiết hay bộ phận cách điện và khoảng cách cách điện khi làm việc với điều kiện khắc nghiệt nhất nh trờng hợp quá điện áp tức là điện áp cao nhất, kéo dài thời gian làm việc hoặc trong điều kiện môi trờng xung quanh không có lợi cho mọi thiết bị điện nh ma, ẩm, bụi . Khi thiết kế về mặt kỹ thuật ta còn phải chú trọng đến độ bền cơ và tính chịu mài mòn của các bộ phận khí cụ điện trong giới hạn số lần thao tác đã thiết kế, thời hạn làm việc ở chế độ định mức và chế độ sự cố xảy ra. Phải đảm bảo khả năng đóng cắt ở chế độ định mức và chế độ sự cố, độ bền điện của các chi tiết, bộ phận. Khi thiết kế phải tạo khả năng triệt để những chi tiết, hình mẫu đã chuẩn hoá. 2. Yêu cầu về lĩnh vực kinh tế v xã hội. Cơ sở kinh tế kỹ thuật của các kết cấu mới phải đem lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật cho nền kinh tế quốc dân. Chúng đợc biểu hiện qua các chỉ tiêu định lợng 3. Yêu cầu về vận hành. Khi vận hành là khâu có thể coi là giai đoạn cuối của quá trình sản xuất, trong khi vận hành sẽ có rất nhiều yếu tố ảnh hởng tới quá trình vận hành nh môi trờng xung quanh, độ ẩm nhiệt độ, thời tiết Khi vận hành phải có độ tin cậy cao để đảm bảo cho ngời vận hành, sản xuất. Phải có tuổi thọ lớn và thời gian sử dụng lâu dài, đơn giản, dễ sửa chữa, thao tác vận hành và thay thế. Vì vậy ta chọn loại kết cấu có ngàm gắn vào bảng, cộng với phần chân đế và phần Rơle hoạt động tách rời nhau, nhằm thay thế dễ dàng hơn. Chi phí vận hành ít nhất và công suất tiêu tốn năng lợng ít nhất. 4. Thiết kế công nghệ. _________________________________________________________________ 2 ỏn mụn hc Khớ c in ____________________________________ Trong quá trình thiết kế công nghệ phải dựa vào những hớng dẫn, quy định của bản thiết kế kỹ thuật đã đợc thông qua kinh nghiệm sản xuất những kết quả về nghiên cứu và thử nghiệm. Qua đó tiến hành chính xác kết cấu, nghiên cứu và lập bản vẽ công nghệ cho các chi tiết và bộ phận. Từ đó xác định chính thức hình dáng của vỏ và trang trí mỹ thuật, cách mạ, lớp phủ và chính xác hoá các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. III. Cấu tạo, kt cu, nguyên lý hoạt động và sơ đồ khối của Rơle . Để thiết kế tốt đợc các mục tiêu nói trên đầu tiên ta phải nắm đợc nguyờn lý hoạt động của Rơle trung gian kiểu kín, sau đó mới vẽ qua sơ đồ động của chúng. 1. Cấu tạo. Rơ le trung gian kiểu kín là loại thiết bị điện có kết cấu khá đơn giản, đối với loại Rơle vì dòng điện nhỏ nên ta có thể bỏ qua hồ quang sinh ra giữa các bộ phận mang điện. Nh vậy Rơle chỉ bao gồm những bộ phận chính sau: - Hệ thống tiếp điểm trong đó có tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh (bao gồm tiếp điểm thờng đóng và tiếp điểm thờng mở nối liên động với nhau). - Hệ thống thanh dẫn gồm có thanh dẫn động và thanh dẫn tĩnh. - Một nam châm điện xoay chiều. - Hệ thống phản lực là một lò xo nhả có hình dạng xoắn trụ. - Hệ thống nắp ,thân đế và đế. - Các vít đầu nối và dây mềm. 2.Chn kt cu. Mch vũng dn in - Kt cu tip im :Vỡ dũng in nh mc bộ I dm =10A v in ỏp 220VAC, khụng cú bung dp h quang nờn ta chn kt cu tip im kiu cụngsụn. õy l dng tip xỳc im khụng cú lũ xo tip im riờng m li dng tớnh n hi ca thanh dn ng to lc ộp tip im , quỏ trỡnh tip xỳc cú s trt trờn b mt tip im v tip xỳc u khỏc tip xỳc cui nờn tip xỳc tt hn. 2. Sơ đồ động. _________________________________________________________________ 3 ỏn mụn hc Khớ c in ____________________________________ 1-tiếp điểm thờng đóng 2-tiếp điểm thờng mở 3-Nắp 4- Thân 5 - Lõi 6- Cuộn dây 7- Thanh dẫn 8- Lò xo nhả 9- Đế 3. Nguyên lý hoạt động. Rơle trung gian xoay chiều kiểu kín có nguyên lý hot động dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ, nam châm điện thuộc loại hút chập và có tiếp điểm dạng côngsôn. Khi đa dòng điện I vào cuộn dây nam châm điện thì trong cuộn dây sẽ sinh sức từ động F = IW, sức từ động này sinh ra từ thông khe hở không khí của nam châm điện , khi đó F đt > F ph sẽ làm cho nắp của nam châm điện đóng lại đồng thời tiếp điểm thờng đóng mở ra và tiếp điểm thờng mở đóng lại. Khi không có dòng điện đa vào cuộn dây nam châm điện I = 0 thì khi đú F đt <F ph làm cho nắp nam châm điện mở ra và đồng thời hệ thống tiếp điểm lại trở về vị trí ban đầu. IV. Ưu điểm và nhợc điểm của Rơle trung gian kiểu kín. 1. Đặc điểm. Đối với loại Rơle trung gian thì số lợng tiếp điểm nhiều, để tăng lực ép giữa các tiếp điểm khi tiếp xúc, ta sử dụng thanh dẫn bằng vật liệu là đồng phốtpho. 2. Ưu điểm. Đối với Rơle trung gian kiểu kín khi làm việc nó tránh đợc sự ảnh hởng khắc nghiệt của môi trờng tới sự vận của thiết bị, đặc biệt là ma gí, độ ẩm và bụi sẽ làm ảnh hởng tới tính chất dẫn điện của vật liệu. 3. Nhợc điểm. Song ngoài những u điểm nói trên thì Rơle trung gian kiểu kín còn có những hạn chế nhất định. Khi phần Rơle nằm trong vỏ hộp thì nó sẽ bị giới hạn bởi phần không gian nên khả năng tản nhiệt của nó sẽ khó khăn hơn. Chơng II : Khoảng cách cách điện _________________________________________________________________ 4 ỏn mụn hc Khớ c in ____________________________________ Khoảng cách cách điện trong khí cụ điện đặc biệt trong Rơle đóng một vai trò khá quan trọng. Đây là yếu tố ảnh hởng trực tiếp tới kích thớc của Rơle và độ tin cậy khi vận hành. Do đó việc cần phải xác định hợp lý khoảng cách cách điện có một ý nghĩa không nhỏ trong khi thiết kế toàn bộ các chi tiết cụ thể của khí cụ điện. 1. Điện áp định mức theo cách điện . Với khí cụ điện điều khiển hạ áp có điện áp tới 1000 V thì chúng tồn tại các tiêu chuẩn, qui định về độ bền cách điện theo điện áp định mức ở trạng thái khô sạch của khí cụ điện cha vận hành, ở trạng thái nóng nguội của cách điện, nó phải chịu đợc điện áp thử, tần số 50 Hz. 2. Khoảng cách cách điện giữa các phần tử dẫn điện có điện áp khác nhau. Để cho Rơle có độ tin cậy cao thì phải có khoảng cách cách điện lớn. Song nh vậy kích thớc và khối lợng của Rơle lại tăng lên. Vì vậy nên chọn theo khoảng cách cách điện tối thiểu theo qui định của công nghiệp điện lực Việt Nam cho các khí cụ điện hạ áp thông dụng. Đối với khí cụ điện hạ áp thì 1 mm có thể chịu đợc điện áp là 3000V vì vậy đối với thông số 220V ta cũng có thể chọn khoảng cách cách điện là 1 mm. Khoảng cách cách điện còn phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, của bụi bẩn, độ ẩm, trạng thái bề mặt của vật liệu. Vì vậy khi thiết kế hình dạng, cấu trúc của cách điện sao cho khi vận hành bụi băn không phủ lên chúng. Do đó ta dùng kết cấu của cách điện có gờ để đồng thời làm giảm kích thớc của thiết bị. Để chống việc bụi tích tụ trên bề mặt cách điện ta nên gia công nhẵn, phẳng và chổ nối của hai bề mặt nên gia công có độ cong đều đặn. Chơng III dẫn điện : Mạch vòng _________________________________________________________________ 5 ỏn mụn hc Khớ c in ____________________________________ I . Sơ lợc về mạch vòng dẫn điện. Trong Rơle trung gian thì mạch vòng dẫn điện đống một vai trò hết sức quan trọng, bởi vì nó là nhân tố truyền điện tác động tới các cơ cấu của Rơle ,đồng thời một phần của nó cũng làm hệ thống phản lực, nhằm hỗ trợ cho kích thớc của thiết bị nhỏ tối u. Mạch vòng dẫn điện của khí cụ điện do các bộ phận khác nhau về hình dáng kết cấu và kích thớc hợp thành. đối với Rơle trung gian kiểu kín thì nó bao gồm những bộ phận chính sau: - Thanh dẫn: Gồm thanh dẫn động và thanh dẫn tĩnh. - Dây nối mềm: Để nối từ vít đến thanh dẫn động. - Đầu nối: Gồm vít và mối hàn. - Hệ thống tiếp điểm: Gồm gá đỡ tiếp điểm, tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh. - Cuộn dây dòng điện. Nh vậy nhiệm vụ tính toán thiết kế của mạch vòng dẫn điện là phải xác định các kích thớc của các chi tiết trong mạch vòng dẫn điện. Tiết diện kích thớc của các chi tiết quyết định cơ cấu của mạch vòng dẫn điện và cũng quyết định kích th- ớc của Rơle trung gian kiểu kín. Do đó trình tự tính toán thiết kế của mạch vòng dẫn điện sẽ bao gồm các bớc tính toán sau: II. thanh dẫn. Để thiết kế đợc thanh dẫn động ta phải tính các bớc sau: - Xác định các kích thớc và tiết diện của nó ở chế độ làm việc dài hạn và các chế độ khác. - Sau đó tính toán kiểm nghiệm lại tiết diện và kích thớc của nó ở các chế độ ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại và chế độ ngắn mạch. 1. Tính toán thanh dẫn động. 1.1. Chọn vật liệu. Thanh dẫn động có chức năng đóng mở tiếp điểm, vì vậy nó cần phải có một lực ép đủ để có khả năng tiếp xúc tốt, do đó ta có thể chọn đồng phốtpho là vật liệu dùng để làm lò xo. Đồng phốtpho có các thông số đợc ghi trong bảng 2-22 (TKKCĐHA): Ký hiệu bp06,5 Tỷ trọng 8,9 g/cm 3 . Nhiệt độ nóng chảy 1083C Điện trở suất = 0,01754. 10 -6 m Hệ số nhiệt điện trở = 4,3. 10 -3 1/C Độ dẫn điện = 3,9 W/cmC Tỷ trọng nhiệt 0,39 Ws/cmC Nhiệt lợng nóng chảy 390 J/g _________________________________________________________________ 6 ỏn mụn hc Khớ c in ____________________________________ Nhiệt dung C p = 0,385 J/gC Modul đàn hồi 110. 10 3 N/mm Hệ số nhiệt độ của nhiệt dung 1,0. 10 -4 Nhiệt lợng bay hơi 2600 J/g Độ cứng H B = 105 Briven.kg/mm Giới hạn độ bền kéo K = 550 N/mm Hệ số nở dài 16,5. 10 -6 Nhiệt độ ổn định cho phép 95C Độ tăng nhiệt cho phép 55C 1.2. Tính toán kết cấu của thanh dẫn Về dạng kết cấu của thanh dẫn động có tiết diện ngang hình chữ nhật, với bề rộng là a và bề dày là b. l b a Từ công thức Newton, ta có thể viết biểu thức cân bằng nhiệt ở chế độ xác lập cho mọi chi tiết với bề mặt tản nhiệt của thanh dẫn S T , chiều dài l và chu vi là D = l T S . Công thức Newton: P = K T .S T . ôđ Với P = I 2 . l/S : Tổn hao đồng S T = D.l I 2 đm . l/S = K T .S T . ôđ I 2 đm . l/S = K T .D.l. ôđ với D = 2(a+b) Trong đó b đợc xác định theo công thức kinh nghiệm: b = 3 dm 2 )1(2 I odT p Knn K + Trong đó n : Hệ số hình dáng, n = a/b = 5 ữ 10. chọn n = 10. I đm : Dòng điện ở chế độ xác lập K p : Hệ số tổn hao phụ. Một chiều lấy K p = 1. ôđ : Độ tăng nhiệt ổn định, ôđ = ôđ - mt . _________________________________________________________________ 7 ỏn mụn hc Khớ c in ____________________________________ Tra bảng 6-1 ta có loại Rơle này thuộc khí cụ điện điều khiển, do đó có thể chọn cấp cách điện A nên: ôđ = 55 0 C, ôđ = 95 0 C. K T : Hệ số tản nhiệt ra khống chế, tra bảng 6-5 có K T95 = K T20 (1 + 0,05.95) = 34,5 (W/m 2 . o C) = 20 (1 + (95 - 20)) = 0,01754.10 -3 (1 + 4,3.10 -3 (95 -20)) = 0,0232.10 -3 .mm Thay số vào ta có b = 3 6 3 10.55.6).110.(10.2 1 0,0232.10010 + = 0,317 (mm) a = 10b = 10.0,317 = 3,17 (mm) Lấy a = 7,0 mm b = 0,4 mm Tiết diện của thanh dẫn động S = a.b = 7,0.0,4 = 2,8 mm 2 Mật độ dòng điện thanh dẫn: J td = I/S = 10/2,8 = 3,57 A/mm 2 . 1.3 Tính toán kiểm nghiệm thanh dẫn. + Xác định nhiệt độ của thanh dẫn: S.D = ).( )1.(. ).( . 0 22 mtodT od dm mtodT dm K I K I + = ôđ = td = 0 2 0 2 IDS DSI mt + Với 0 : Điện trở suất của đồng phôtpho ở 0 0 C. 0 = )20.1( 20 + = )20.0043,01( 10.01754,0 + = 0,01615. 10 -6 .mm mt : Nhiệt độ môi trờng, mt = 40 0 C. Thay số ta có: td = 0043,0.10.01615,0.1008,14.8,2 40.8,14.8,210.01615,0.100 3 3 + = 40 C vậy td < [ ôđ ], nên thanh dẫn thoả mãn về nhiệt ở chế độ dài hạn. +Kiểm nghiệm lại dòng điện ở chế độ làm việc dài hạn . từ các công thức trên ta có: I = )40.( odT KDS = 3 6 10.0232,0 )4095(10.6.8,14.8,2 I = 24.28 Vậy I > I đm 2. Tính toán thanh dẫn tĩnh. Thanh dẫn tĩnh có chức năng là bộ phận cắm trực tiếp với đế, và có chứa cả tiếp điểm để tiếp xúc với thanh dẫn động qua đầu nối. _________________________________________________________________ 8 ỏn mụn hc Khớ c in ____________________________________ Nh vậy khả năng làm việc của thanh dẫn tĩnh ngoài độ bền điện nó còn phải đảm bảo độ bền về cơ, do đó ta chọn kích thớc thanh dẫn tĩnh có cùng bề rộng với thanh dẫn động nhng bề dày thì lớn hơn nh sau: a = 7 mm b = 0,5 mm Khi đó diện tích mặt cắt ngang của thanh dẫn tĩnh có giá trị là: S tdt = 3,5 mm 2 Suy ra mật độ dòng điện: J t = 86,2 5,3 10 == tdt dm S I A/mm 2 III. Tiếp điểm. 1. Chức năng của tiếp điểm. Khi có sự tác động của mạch điều khiển thì tiếp điểm luôn thực hiện chức năng đóng ngắt của các khí cụ điện đóng ngắt. Mỗi lần nh vậy sẽ ảnh hởng trực tiếp đến độ bền cơ, độ bền nhiệt và độ bền về điện. Kết cấu và các thông số của hệ tiếp điểm xác định các thông số chính. Đây là loại nam châm có kiểu hút chập nên chọn tiếp điểm có dạng côngsôn tức là nó có một đầu gắn cố định và một đầu tự do luôn nghiêng với mặt phẳng của nắp mạch từ 1 góc là . 2.Yêu cầu chính đối với tiếp điểm. + Khi khí cụ điện làm việc ở chế độ định mức nhiệt độ bề mặt nơi không tiếp xúc phải bé hơn nhiệt độ cho phép, tức là phải nhỏ hơn 95 0 C. Nhiệt độ của vùng tiếp xúc phải bé hơn nhiệt độ biến đổi tinh thể của vật liệu dùng làm tiếp điểm. + Với dòng điện cho phép (dòng khởi động hay dòng ngắn mạch) tiếp điểm phải chịu đợc độ bền nhiệt và độ bền điện động. + 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. Để cho ngắn gọn ta chọn công thức tính đối với tiếp điểm là các công thức kinh nghiệm. 3. Chọn vật liệu làm tiếp điểm. Để đảm bảo yêu cầu điện trở suất và điện trở tiếp xúc nhỏ, ít bị ăn mòn, ôxi hoá, khó hàn dính, độ cứng cao. Đặc tính công nghệ tốt, phù hợp với nhu cầu sử dụng của ngời tiêu dùng, cộng với dòng điện I đm = 10A. Theo bảng 2-13 ta có thể chọn vật liệu làm tiếp điểm là Bạc kéo nguội, có các thông số kỹ thuật sau: Ký hiệu: CP 999. Tỷ trọng 10,5 g/cm 3 . Nhiệt độ nóng chảy nc = 961 0 C. Điện trở suất ở 20 0 C 20 = 1,59.10 -6 m. _________________________________________________________________ 9 ỏn mụn hc Khớ c in ____________________________________ Độ cứng H B = (30 ữ 60)kg/mm 2 . Độ dẫn nhiệt = 4,16 W/cm 0 C. Hệ số nhiệt điện trở = 4.10 -3 1/ 0 C. Kích thớc của tiếp điểm phụ thuộc vào dòng điện định mức và kích thớc của thanh dẫn động hoặc của thanh dẫn tĩnh. Đối với dòng điện là 10A thì ta chọn : Đờng kính tiếp điểm là: d =5 mm.(Tức ta phải chọn d < a) chiều cao của tiếp điểm là: h = 1,5 mm. Tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh có dạng hút chập. 4. Xác định lực ép tiếp điểm. Lực ép tiếp điểm đảm tiếp điểm làm việc bình thờng ở chế độ dài hạn, mà trong chế độ ngắn hạn dòng điện lớn, lức ép tiếp điểm phải đảm bảo cho tếp điểm không bị ra do lực điện động và không bị hàn dính khi tiếp điểm bị đẩy và bị rung. Theo công thức 2-17 ta có giá trị của lực tiếp điểm là: F tđ = f tđ .I đm = 20 G = 0,2 N Trong đó: f tđ : hệ số 5. Xác định điện trở tiếp xúc. Điện trở tiép úc của tiếp điểm R tx có một chỗ đóng ngắt là một phần của điện trở mạch vòng dẫn điện. Điện trở tiếp xúc của tiếp điểm không bị phát nóng xác định theo công thức (2- 25) dựa vào kết quả thực nghiệm: R 1 = m td tx F K ).102,0( Trong đó : m: Hệ số dạng bề mặt tiếp xúc, đối với dạng tiếp xúc là tiếp xúc điểm thì ta chọn m = 0,5. K tx : Hệ số có kể đến sự ảnh hởng của vật liệu và trạng thái bề mặt của tiếp điểm, chọn K tx = 0,06. 10 -3 Thay các thông số vào công thức ta có: R tx = 5,0 3 )2,0.102,0( 10.06,0 = 0,42. 10 -3 = 0,42 m ở trên chỉ nhiệt độ ở 20 0 C. Bây giờ ta phải tính điện trở ở nhiệt độ làm việc của tiếp điểm, tức là 95 0 C. R tx95 = R tx20 [1 + 3 2 .(95 - 20)] = 0,42.[1+(2/3).0,0043.75] = 0,51 m 6. Điện áp rơi trên điện trở tiếp xúc của tiếp điểm. Trong trạng thái đóng của tiếp điểm, điện áp rơi trên mạch vòng dẫn điện chủ yếu là do điện trở tiếp xúc của các phần đầu nối, điện trở của các vật liệu làm tiếp điểm là không đáng kể so với R tx , vì vậy theo công thức điện áp rơi trên tiếp điểm sẽ bằng: _________________________________________________________________ 10 [...]... công cụ tính toán mạnh và các phơng pháp tính toán tối u, việc tính toán nam châm điện thông qua các phầm mền chạy trên các máy điện toán đã nhanh hơn và cho kết quả tối u Trong các cơ cấu điện từ, đặc biệt trong rơle trung gian thì nam châm điện có nhiệm quan trọng là cơ quan sinh lực để thực hiện tịnh tiến cơ cấu chấp hành là hệ thống tiếp điểm Nguyên lý hoạt động của nam châm điện, khi có dòng điện. .. nặng trong vận hành nhất là đối với khí cụ điện có dòng điện lớn và điện áp cao Có thể chia làm 2 phần: - Các đầu cực để nối với dây dẫn bên ngoài - Mối nối các bộ phận bên trong mạch vòng dẫn điện Yêu cầu đối với các mối nối ở chế độ làm việc 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 tốt để điện trở tiếp xúc R tx không lớn,... Fđtth:Lực hút điện từ tới hạn Kđt: Hệ số dự trữ về lực, chọn Kđt=1,2 Fcơth : lực tại điểm chọn tính toán, từ đồ thị có thể tính toán đợc Fcơth =1,2 Từ đó Fđtth = 1,2.1,2 = 1,44 N Chọn th = 1,36 mm = 1,36.1 0-3 m Suy ra K kc = ( 1,44 = 882,4 N 1,36.10 3 m ) Chọn vật liệu từ: Mạch từ của nam châm điện đợc chế tạo từ thép silíc kỹ thật điện là hợp kim trung bình ở loại này vì lực từ phản kháng bé nên tổn... 5-5 ta có từ dẫn khe hở không khí làm việc : G = à 0 ( d 2 + 1,16d ) 4 ch dG d 2 = à0 2 d 4 ch và : ch : Khe hở không khí à 0 : Độ từ thẩm không khí, à 0 =1,25.1 0-6 H/m d = 5,1 mm = 5,1.1 0-3 m : Đờng kính lõi Nam châm điện (5,1.10 3 ) 2 25,65.10 12 G = 1,256.10 6. + 1,16.5,1.10 3 = + 7,43.10 9 Suy ra 4. Đạo hàm của từ dẫn khe hở không khí: dG 1 = 25,65.10 12 2 d Việc đạo hàm khe hở không khí. .. Ftbt: Lực điện từ trong vòng ngắn mạch, Ftbt= 1,67 N Ftbn : Lực điện từ ngoài vòng ngắn mạch, Ftbn = 9,52 N Cos2 = cos2.53,3 = - 0,286 Fmax = 1,67 2 + 9,52 2 2.1,67.9,52.0,286 = 9,2 N Giá trị nhỏ nhất của lực điện từ: Fmin = Ftb - Fmax Mặt khác: Ftb: Lực điện từ trung bình, Ftb= Ftbt + Ftbn Thay số ta có: Ftb = 1,67 + 9,52 = 11,19 N Fmin = 11,19 9,2 = 1,99 N Theo nhiệm vụ tính toán thì lực điện từ... qua thời gian sử dụng với số lần đóng ngắt Vm:Phần thể tích của đôi tiếp điểm bị ăn mòn ảnh hởng tới độ lún của tiếp điểm Coi Ing = Iđm = 10A Iđ = 3Iđm Ta có : Vng = kI3ng = 6,75.1 0-1 4.103 = 6,75.1 0-1 1 cm3 Vđ = kIđ3 = 6,75.1 0-1 4.(3.10)3 = 182,25.1 0-1 1 cm3 Vậy ta có: Vm = N.(Vđ + Vng) = 107.(6,75 + 182,25).1 0-1 1 = 1,89.1 0-2 cm3 Do đó ta có độ ăn mòn của tiếp điểm: Hm = Vm/S = 4Vm/d2 = 4.1,89.1 0-2 /3,14159.0,52... Thời gian rung của tiếp điểm đợc tính theo công thức 2-4 0: Tm = 2.md Vdo 1 K v Ftdd = 2.0,02.0,1 1 0,85 = 0,078 sec 0,02 Thời gian rung của 2 lò xo tiếp điểm đợc xác định theo công thức: tm =tm/2 =0,078/2 = 0,039 sec tổng thời gian rung tính sơ bộ theo công thức 2-4 7: tm = (1,5 ữ 1,8).2.tm chọn tm = 1,5.2.tm = 1,5.2.0.078 = 0,234 sec IV Đầu nối Đầu nối tiếp xúc là phần tử rất quan trọng của khí cụ điện, ... tích nh trên đã tính + Điện trở vòng ngắn mạch tính theo công thức 5-5 4 ta có: .à o S m 4 f1 Rmin = 4 f 2 2 n (3 f1 + 2) Trong đó: = 2f =314 Rad/s, là tần số lới h: Khe hở không khí khi hút, h= 0,15.1 0-3 m ào = Hệ số từ thẩm không khí, ào = 1,256.1 0-6 H/m S m: Diện tích trong và ngoài vòng ngắn mạch 2 Sm = 15,4 mm fi: Tỷ số giữa lực từ bé nhất với giá trị trung bình của lực điện từ khi không có vòng... thời gian tác động lớn ( vì cuộn dây có nhiều vòng, hằng số thời gian điện từ lớn) Độ chịu mài mòn của mạch từ lớn , độ tin cây cao, khối lợng và kích thớc bé ( so với nam châm điện xoay chiều tạo ra cùng một lực ) II)Tính toán nam châm điện 1) Chọn kết cấu: Nam châm điện về hình thức rất đa dạng, có nhiều dạng kết cấu khác nhau về mạch từ và cuộn dây Vì vậy dẫn đến sự khác về dặc tính động, lực hút điện. .. tác động của nam châm điện khi khe hở không khí làm việc ở vị trí tới hạn ( Thờng ứng với thời điểm bắt đầu tiếp xúc của tiếp điểm thờng mở - độ lún của tiếp điểm) Để xác định trị số chính xác của từ thông th ở khe hở làm việc tới hạn qua công thức =(IW)tđ.G=702.33,5.1 0-9 2,35.1 0-5 (wb.) Trong đó: (Wb): Từ thông khe hở không khí tới hạn tại th=1,36 mm G: Từ dẫn tổng, G=33,5.1 0-9 H . kế của khí cụ điện. Phải xác định đợc phơng án tối u, chính xác hoá kết cấu khối của khí cụ điện, các yêu cầu đó đợc thể hiện bằng độ bền nhiệt của các chi tiết, bộ phận của khí cụ điện điện. cách cách điện có một ý nghĩa không nhỏ trong khi thiết kế toàn bộ các chi tiết cụ thể của khí cụ điện. 1. Điện áp định mức theo cách điện . Với khí cụ điện điều khiển hạ áp có điện áp tới. 4- Thân 5 - Lõi 6- Cuộn dây 7- Thanh dẫn 8- Lò xo nhả 9- Đế 3. Nguyên lý hoạt động. Rơle trung gian xoay chiều kiểu kín có nguyên lý hot động dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ, nam châm điện