Thiết kế công tắc tơ điện một chiều

Thiết kế công tắc tơ điện một chiều

Đồ án : Thiết kế công tắc tơ điện một chiều

PHẦN I : SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TẮC TƠ MỘT

CHIỀU

I KHÁI QUÁT VÀ CÔNG DỤNG :

Công tắc tơ một chiều là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ

xa hoặc bằng nút ấn các mạch điện lực có phụ tải

Công tắc tơ điện một chiều dùng để đổi nối các mạch điện một chiều, nam châm điện của nó là nam châm điện một chiều

Công tắc tơ một chiều có các bộ phận chính như sau :

- Mạch vòng dẫn điện ( gồm đầu nối, thanh dẫn, tiếp điểm )

- Hệ thống dập hồ quang

- Các cơ cấu trung gian

- Nam châm điện

- Các chi tiết và các cụm cách điện

- Các chi tiết kết cấu , vỏ

II YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI CÔNG TẮC TƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

II 1 YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT

Đảm bảo độ bền nhiệt của các chi tiết, bộ phận khi làm việc ở chế độ

sử dụng cố và định mức

Đảm bảo độ bền cuả các chi tiết bộ phận cách và khoảng cách điện khi làm việc với điện áp cực đại, kéo dài và trong điều kiện của môi trường xung quanh ( như mưa , bụi ) cũng như khi có điện áp nội bộ hoặc quá điện do khí quyển gây ra Độ bền cơ tính chịu mòn của các bộ phận khí cụ điện trong thời gian giới hạn số lần thao tác thiết kế, thời hạn làm việc ở chế độ định mức và chế độ sự cố

Đảm bảo khả năng đóng ngắt ở chế độ định mức và chế độ sử cố, độ bền thông điện của các chi tiết, bộ phận

Có kết cấu đơn giản, khối lượng và kích thước bé

II 2 YÊU CẦU VỀ VẬN HÀNH

Có độ tin cậy cao, tuổi thọ lớn, thời gian sử dụng lâu dài Đơn giản trong chế tác, dễ thao tác thay thế và sửa chữa phí tổn cho vận hành, tiêu tốn năng lượng ít

II 3 YÊU CẦU VỀ KINH TẾ, XÃ HỘI

Giá thành hạ tạo điều kiện dễ dàng thuận tiện cho người vận hành, đảm bảo an toàn trong lắp ráp và sửa chữa, có hình dáng và kết cấu phù hợp, vốn đầu tư cho chế tạo và lắp ráp ít

III NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ KẾT CẤU CHUNG CỦA CÔNG TẮC TƠ MỘT CHIỀU

Cơ cấu điện từ gồm hai bộ phận : cuộn dây và mạch từ, làm việc theo nguyên lý điện từ gồm mạch từ dùng để dẫn từ nó là thép đúc hình chữ U một phần được gắn chặt với đế phần còn lại được nối với hệ thống qua hệ thống thanh dẫn

Cuộn dây hút có điện trở và điện kháng rất bé Dòng điện trong cuộn dây không phụ thuộc vào khe hở không khí giữa nắp và lõi

Khi ta đặt điện áp vào hai đầu cuộn dây nam châm điện sẽ có dòng điện chạy trong cuộn dây, cuộn dây sinh ra từ thông khép mạch qua lõi thép có dòng đIện và khe hở không khí tạo lực hút điện từ kéo nắp ( phần

ứng ) về phía lõi Khi cắt điện áp ( dòng điện ) trong cuộn dây thì lực hút điện từ không còn nữa và nắp bị nhả ra

PHẦN II : YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN

PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU

I YÊU CẦU THIẾT KẾ

Thiết kế công tắc tơ một chiều một pha kiểu điện từ có các thông số Tiếp điểm chính : Iđm = 80A; Uđn = 250v

Số lượng : 1 thường mở 0 thường đóng

Tiếp điểm phụ : Iđm = 5A ; Uđn = 250V

Số lượng : 0 thường mở 0 thường đóng

Nam châm điện : Uđm = 220V

Tần số thao tác : 500 lần đóng ngắt / giờ

Tuổi thọ : cơ : 105, điện : 0,5.105 lần đóng ngắt

Làm việc liên tục : cách điện cấp B

II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU

Chọn loại công tắc tơ một chiều có tiếp điểm ngón để tiếp điểm đỡ

bị mòn, giảm điện trở tiếp xúc, tiếp điểm có tiếp xúc đường bị đóng, ngắt tiếp điểm động có thể làm trượt trên bề mặt của tiếp điểm tĩnh để cạo đi lớp màng mỏng ô xít xem dẫn điện bám, trên đó dịch chuyển điểm cháy hồ quang ra xa bề mặt công tác cuả tiếp điểm

Buồng dập hồ quang kiểu khe hẹp kết hợp cuộn dây thổi từ Buồng dập hồ quang được làm bằng amiăng gồm hai nửa có một chỗ lồi chỗ lõm ghép lại tạo thành một hộp có đường khe quanh co bề rộng , khe nhỏ hơn đường kính hồ quang nên gọi là khe hẹp Sự kết hợp buồng dập hồ quang khe hẹp với cuộn dây thổi từ Cuộn dây thổi từ có tác dụng tạo ra từ trường H tác dụng lên dòng điện hồ quang, sinh ra lực điện động F kéo dài

hồ quang, đẩy hồ quang vào đường khe quang co của buồng dập hồ quang,

hồ quang vừa tiếp giáp sát vào thành buồng dập hồ quang, vừa bị kéo dài trong đường khe quanh co, nên dễ bị dập tắt Thường cuộn dây thổi từ được mắc nối tiếp với tiếp điểm cắt do đó dòng điện càng lớn thì lực điện động càng lớn Nếu dòng điện đổi chiều thì từ trường cũng đổi chiều, lực điện động không bị đổi chiều dòng điện nhỏ nhất có thể dập tắt hồ quang một cách chắc chắn bằng 1/4 dòng định mức của cuộn dây thổi từ

Nam chân điện kiểu hút chập của cuộn dây có công suất 20 – 25 W

Có khả năng làm việc chuẩn xác trong phạm vi điện áp dao động từ

85% - 105% Uđm

Thời gian tác động cuả công tắc tơ khoảng 0,08 – 0,1s

Thời gian nhả 0,03-00,04s

điện áp nhả 0,05-0,1Uđm

sơ đồ động

PHẦN III: TÍNH TOÁN MẠCH VÒNG DẪN ĐIỆN

I KHÁI NIỆM VỀ MẠCH VÒNG ĐẪN ĐIỆN

Mạch vòng đẫn điện cuả khí cụ điện do các bộ phận khác nhau về hình dáng, kết cấu và kích thước hợp hành Mạch vòng dẫn điện gồm thanh dẫn, dầu nối, hệ thống tiếp điểm ( giá đỡ tiếp điểm, tiếp điểm động, tiếp điểm tĩnh )

II YÊU CẦU ĐỐI VƠÍ MẠCH VÒNG DẪN ĐIỆN

Có điện trở suất nhỏ, dẫn điện tốt

Bền với môi trường

Có độ cứng vứng tốt

Tổn hao đồng nhỏ

Có thể làm việc được trong một khoảng thời gian nhắn khi có sự cố

Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo lắp ráp

III 1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI THANH DẪN

B: chiều dày thanh dẫn

S: tiết diện thanh dẫn

III 4 TÍNH TOÁN THANH DẪN Ở CHẾ ĐỘ DÀI HẠN

Bề dày thanh dẫn được xác định:

2

.

3

2

mm fod K

n n

K I b

P0 : điện trở suất cuả vật liêụ ở nhiệt độ ổn định ( Ωm)

Kf : Hệ số tổn hao phụ đặc trưng cho tổn hao bởi hiểu ứng bề mặt và hiệu ứng gần Đối với dòng đIện một chiều Kf = 1

N : tỉ lệ giữa chiều rộng và chiều dày thanh dẫn Chọn n = 6

hệ số nhiệt điện trở cuả đồng = 0,0043

θ ôđ ( 0C ) nhiệt độ ổn định θôđ = 105 0C [ bảng 6 – 1 TKKCĐHA ]

0= = ρ = + α θod −

ρ

(6 1) 5 65 0,1086

2

10 46 , 5 80

3

3 2

= +

III 5 KIỂM TRA THANH DẪN

Quá trình kiểm tra nhằm xác định xem với tiết điện tính toán và lựa chọn có đảm bảo được độ tăng nhiệt, nhiệt độ ổn định cho phép khi thanh dẫn làm việc ở chế độ dài hạn hay không Đồng thời kiểm tra khả năng quá tải của thanh dẫn ở chế độ không ổn định nhiệt ( chế độ ngắn hạn hay chế

độ ngắn mạch ) mà tại đó thanh dẫn không bị biến dạng hay tính chất của vật liệu làm thanh dẫn vẫn ở điều kiện cho phép

Kiểm tra khi làm việc ở chế độ dài hạn

Kiểm tra độ tăng nhiệt độ :

Trong đó :

K

b n J

T od

0 6

3 2

105

2

65 6 , 46 10

1 8 5 2

8 1 10 46 , 5 31 , 0 1 2

.

<

= +

= +

mm A S

I

Trong đó :

θ mt : nhiệt độ môi trường ( lấy θmt = 40 0C)

* Kiểm tra thanh dẫn ở chế độ ngắn hạn :

Chế độ ngắn hạn là chế độ mà thanh dẫn làm việc trong thời gian ngắn Khi độ chênh nhiệt độ chưa đạt tới trị số ổn định thì đã nghỉ ( tức là chưa lợi dụng hết khả năng chịu nhiệt của vật liệu ) Do đó ta có thể nâng phụ tải lên để khí cụ điện ứng với thời gian làm việc mà tại đó khí cụ điện vùa đạt tới độ tăng nhiệt cho phép

Để thuận tiện cho việc tính toán kiểm nghiệm Kiểm tra thanh dẫn

có chiều dài 1 cm , thời gian làm việc ngắn hạn tnh = 3 sec, nhiệt độ là

8

1 10

−

R0 = 20 : điện trở của đồng ở nhiệt độ 0 = 200C

* Tổn hao công suất cho phép ở chế độ làm việc dài hạn

M C

C : nhiệt dung riêng của đồng C = 0,39 J/g0 C

St : diện tích bề mặt làm nguộn của thanh dẫn dài 1cm : St = D L

D : Chu vi thanh dẫn D = 2 ( a + b )

L : Chiều dài thanh dẫn L = 1cm

M : Khối lượng thanh dẫn dài 1cm : ( g )

St = D L + 2 ( a + b ) l = 2 ( 0,8 + 0,1 ) 1 = 1,8 ( cm 2)

M = γ S l = 8 , 9 0 8 1 = 7 , 12 ( KG )

Tỉ trọng của đồng

* Hằng số thời gian phát sóng

3038,1.10.5

7.39,0

M C

Tnh= od′ 1 −Trong đó :

Tôđ : độ tăng nhiệt ổn định khi công suất ở chế độ ngắn hạn tính toán ở tnh = 3sec;

nh

0

25 , 0 1

303 =

=

=

nh P

t

T K

* Hệ số quá tải dòng điện ở chế độ ngắn hạn :

I nh = =

*Kiểm tra thời gian làm việc liên tục cho phép ở chế độ ngắn hạn

sec 3 25 , 0 65

65 ln

303

od

nh T Ln

t

τ τ τ

*Kiểm nghiệm thanh dẫn ở chế độ ngắn mạch

Độ bền nhiệt của khí cụ điện là tính chất chịu được sự tác đụng nhiệt của dòng điện ngắn mạch trong thời gian ngắn mạch nó đượcđặc trưng bằng dòng bền nhiệt là dòng điện bền nhiệt ở đó thanh dẫn chưa bị biến dạng

Để thuận tiện cho việc đánh giá ta xét giới hạn cho phép của dòng điện và mật độ dòng điện bền nhiệt của thanh dẫn ở các thời gian ngắn mạch

Tnm = 1 sec: 3 sec: 5 sec Giới hạn cho phép của dòng điện và mật độ dòng điện được xác định theo công thức

Ibn = Inm = S Jnm Jbnh1 =

bn

d bn

t

A

A −

Tnm = tbn : thời gian ngắn mạch ( sec )

Ad : Abn = Anm : giá trị ứng với giới hạn dưới và trên là 0d : 0

nm

Theo ( H6 – 6 TKKCĐHA ) ta có : Ad = 1,4 104

Abn = 3,75 104 A2 s / mm4

S : tiết điện vật dẫn ( mm2 )

Theo điều kiện 0od = 65 + 40 = 105 0C

Nhiệt độ cho phép đối với đồng 0bn = 3000 C

Mật độ dòng điện khi tnm = 1 sec

Jbnh1 = ( ) 4 484 , 8( / 2)

1

10 4 , 1 75 , 3

mm A

Mật độ dòng điện khi tnm = 4 sec

Jbnh1 = ( ) 4 242 , 4( / 2)

4

10 4 , 1 75 , 3

mm A

=

III 6 ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN

ở chế độ dài hạn độ tăng nhiệt độ cho phép tod = 65 0C , nhiệt độ ổn định cho phép 0od = 1050 C( bảng TKKCĐHA )

ở chế độ ngắn hạn , mật độ dòng điện cho phép ở thời gian ngắn hạn tnh = 5 sec là 54 ( A/mm2 )

ở chế độ ngắn mạch, mật độ dòng bền nhiệt cho phép đối với thanh bằng đồng ở thời gian ngắn mạch 1 sec, 3sec, 4sec, là 162 A/mm2, 94 A/mm2 , 82A/mm2

Kết luận :

Với thanh dẫn có kích thước a = 12mm, b = 2mm làm việc với dòng điện Idm = 80A Có độ tăng nhiệt độ, nhiệt độ làm việc và mật độ dòng điện dài hạn tính toán Hoàn toàn có khả năng làm việc tốt ở các chế độ dòng điện dài hạn và chế độ ngắn hạn Riêng ở chế độ ngắn mạch thanh dẫn , thanh dẫn có kích thước nói trên chỉ cho phép làm việc tối đa ở thời gian ngắn mạch là 4 sec bởi khi làm việc vơi thời gian ngắn mạch tnm > 4 sec mật độ dòng điện bền nhiệt lớn hơn mật độ dòng bền nhiệt cho phép, không đảm bảo an toàn

IV ĐẦU NỐI

IV 1 KHÁI NIỆM VÀ NHIỆT VỤ:

Đầu nối tiếp xúc là phần tử rất quan trọng của khí cụ điện, nếu không chú ý dẽ bị hư hỏng nặng trong vận hành, đầu nối gồm các đầu cực

để nối với dây dẫn bên ngoài và nối các bộ phận bên trong mạch vòng dẫn điện

Đầu nối làm nhiệm vụ liên kết mạch ngoài với mạch vòng dẫn điện, đồng thời làm nhiệm vụ liên kết các chi tiết của mạch vòng dẫn điện

IV 2 YÊU CẦU :

Nhiệt độ các mối nối ở chế độ làm việc dài hạn với dòng điện định mức không được tăng quá giá trị số cho phép, do đó mối nối phải có kích thước

và lựuc ép tiếp xúc Ftx đủ để điện trở tiếp xúc Rtx không lớn, tổn hao công suất bé

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

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

IV 3 CHỌN DẠNG KẾT CẤU

Qua phân tích các ưu nhược điểm các dạng kết cấu mối nối Chọn dạng kết cấu mối nối tháo rời được bằng bu lông không dẫn điện, được chế tạo bằng thép CT3 có mạ thiếc Dạng kết cấu này phù hợp với hình dáng vật liệu thanh dẫn và các yêu cầu kết cấu này phù hợp với hình dáng vật liệu thanh dẫn và các yêu cầu kết cấu khác

IV 4 ĐƯỜNG KÍNH BU LÔNG, SỐ LƯỢNG BU LÔNG :

Theo số liệu thực nghiệm ( Bảng 2-9, 2-10 TKKCĐHA )

đối với dòng điện Iđm = 80 A/ Chọn bu lông có đường kính ren d = 6mm Các thông số :

Ftx ( KG / cm2 ) : lực ép riêng trên mối nối Chọn ftx = 100 KG/ 2Stx ( cm2 ) điện tích bề mặt tiếp xúc

) ( 58 , 2 31

- số lượng bu lông : 1 bu lông

IV 5 HÌNH DẠNG KÍCH THƯỚC PHẦN ĐẦU NỐI

Đường kính trong của đầu nối : d = 8 ( mm )

Chọn dây dẫn mềm : đây dẫn mềm gồm nhiều sợi đồng nhỏ đường kính 0,31 mm ghép lại với nhau Đối với dòng Iđm = 80 A chọn tiết diện dây dẫn mềm S = 25 mm ( bảng 2 – 3 TKKCĐHA )

Đầu nối điện ra ngoài chọn trụ đồng dẫn có ren có đường kính ren d = 8

mm

V TIẾP ĐIỂM

V 1 KHÁI NIỆM VÀ CÁC YÊU CẦU CHUNG VỀ TIẾP ĐIỂM

Tiếp điểm dùng để dẫn dòng, đồng thời thực hiện chức năng đóng ngắt của các khí cụ điện đòng ngắt

Yêu cầu :

Khi khí cụ điện làm việc ở chế độ định mức nhiệt độ bề mặt nơi 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 được độ bền nhiệt độ và độ bền nhiệt 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 là nhỏ nhất cuả tiếp điểm, độ rung cuả tiếp điểm không được lớn hơn trị số cho phép

V 2 CHỌN DẠNG KẾT CẤU HỆ THỐNG TIẾP ĐIỂM

Tiếp điểm hình ngón làm bằng CU – Cd Loại này có ưu điểm là tiếp điểm xúc đầu không trùng với điểm tiếp xúc cuối có tác dụng cọ sát làm sạch bề mặt , tăng độ tiếp xúc, mặt khác điểm dẫn điện khác với điểm chịu

hồ quang nên làm tăng độ bền cuả tiếp điểm

Hình dạng tiếp điểm

V 3 CHỌN ĐỘ MỞ CỦA TIẾP ĐIỂM

Độ mở m của tiếp điểm là khoảng cách giữa tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh ở vị trí cuả công tắc tơ Công tắc tơ một chiều, dòng điện

Iđm = 80 A chọn độ m = 10 mm

V 4 CHỌN ĐỘ LÚN

Độ lún l của tiếp điểm là quãng đường đi thêm được của tiếp điểm động nếu không có tiếp điểm tĩnh chặn lại Độ lún được chọn theo dòng điện địng mức đi qua tiếp điểm có công thức sau :

I = A + B Iđm

A = 1,5 ( mm ) ; B = 0,02 ( mm/ A )

I = 1,5 + 0,02 80 = 3,1 ( mm ) Chọn = 4 ( mm) và m = 8 mm

* khoảng lăn : tạo sự lăn của tiếp điểm động trên tiếp điểm tĩnh, điểm làm

việc của tiếp đểm sẽ không trùng với tiếp điểm cháy của hồ quang Chọn khoảng lăn x = 6( mm )

* khoảng trượt : để tẩy sạch bụi bẩn gồ gề do hồ quang hoặc lớp ô xít tạo

nên chọ khoảng trượt y = 0,5 ( mm)

V 5 CHỌN VẬT LIỆU KÍCH THƯỚC TIẾP ĐIỂM

Chọn vật liệu

* vật liệu dùng để làm tiếp điểm cần thoả mãn các yêu cầu sau :

- Điện trở suất và điện trở tiếp xúc bé

- Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt , nhiệt độ nóng chảy cao

- Điện trở suất ở nhiệt độ 200C : 2,3 10-8

kích thước tiếp điểm

Để phù hợp với kích thước thanh dẫn , Iđm Kết cấu tiếp điểm kiểu ngón , tần số đóng ngắt 500lần/giờ

Kích thước tiếp điểm được tính toán như sau :

Trước hết ta quy đổi từ tiếp điểm hình trụ sang tiếp điểm kiểu ngón Dựa vào bảng 2 – 15 TKKCĐHA với Iđm = 80A tương ứng có tiếp điểm hình trụ với đường kính d = 20mm Với tiếp điểm kiểu ngón chọn bề rộng tiếp điểm bằng bề rọng thanh daaxn

Ta có :

)(3.398.4

20 4

4

mm a

d c c a

a : Bề rộng của tiếp điểm ; Chọn a = 8 ( mm )

c : Cát tuyến của cung tròn ( mm )

* Chọn chiều cao tiếp điểm h = 4 ( mm )

* tổng chiều dài của tiếp điểm chọn l* = 41 ( mm )

V 6 LỰC ÉP, NHIỆT ĐỘ, ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC VÀ ĐIỆN ÁP RƠI TRÊN TIẾP ĐIỂM Ở CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC DÀI HẠN

Lực ép tiếp điểm lên một chỗ ngắt ( tiếp điểm kiểu ngón ) được xác định như sau :

* lực ép tiếp điểm đầu

Theo bảng quan hệ giữa lực ép tiếp điểm F và dòng điện Iđm ta có :

Tiếp điểm chính :

Với Iđm = 80 A chọn

F1 = f Iđm mà f = 15

F1 = 15 80 = 1200

Lực ép tiếp điểm cuối:

Ftdcc = n F1 = 1 1200 = 1200 trong đó n là số tiếp điểm mở

Ftdcd = 0,6 Ftdcc

= 0,6 1200 = 720

* Điện trở tiếp xúc của tiếp điểm

Điện trở tiếp xúc của tiếp điểm khi chưa phát nóng (θ = 200C)

tdc

tx C

K R

102 , 0

0

20 =

=

θ

Hệ số phụ thuộc điện trở suất ρvà ứng suấtσ của vật liệu đồng thời phụ thuộc vào trạng thái bề mặt tiếp xúc Đối với tiếp xúc đường ( Đồng - Đồng ) chọn Ktx = 0,2 10-3 ( ΩN)

m : hệ số dạng bề mặt tiếp xúc đối với tiếp xúc đường m = 0,7 Vậy ta có :

(0 , 102 720) 2,7.10 ( )

10 2 ,

7 , 0

3

20 0 = − = − Ω

= C txx

Utx = Iđm Rtx0=105 C Utx = 80 3,39 10-5 = 2,7 10-3 = 27 ( mV ) Nhiệt độ của tiếp điểm

tx mtx thd

K S P

R I

2

2

λ

λ: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu tiếp điểm ( W/ cm0C)

P : Chu vi mặt tiếp xúc giữa tiếp điểm và thanh dẫn ( cm )

S : Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa tiếp điểm và thanh dẫn ( cm2)

Kt : Hệ số tản nhiệt của bề mặt tiếp điểm Chọn Kt = 5 ( W/m20C )

Chu vi tiếp điểm :

- Chu vi mặt tiếp xúc giữa tiếp điểm và thanh dẫn

5

029 , 0 10 5 76 , 1 6 9 , 3 2

10 39 , 3

0 6

2 3 105

2

9 , 2 10 14 , 3 8

10 27 , 0

=++

( bảng 2 – 19 TKKCĐHA )

V 8 SỰ RUNG CỦA TIẾP ĐIỂM

Khi tiếp điểm đóng, thời điểm bắt đầu tiếp xúc có xung lực va đập

cơ khí giữa tiếp điểm động và tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh xảy ra hiện tượng rung của tiếp điểm Tiếp điểm động bị bật trở lại với một biên độ nào đó rồi lại tiếp tục va đập quá trình tiếp xúc rồi lại tách rời tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh xảy ra sau một thời gian rồi chuyển sang trạng thái tiếp xúc ổn định, sự rung kết thúc

Quá trình rung được đánh giá là trị số biên dộ rung Xm của khoảng đẩy lớn nhất đầu tiên và thời gin rung tm tương ứng vói Xm

Đối với CTT tổng thời gian rung cho phép là t∑ = 1 – 5 ( ms )

V 9 SỰ ĂN MÒN TIẾP ĐIỂM

Sự ăn mòn tiếp điểm xảy ra trong quá trình đóng và quá trình ngắt mạch điện Sự ăn mòn tiếp điểm thể hiện qua việc giảm độ lún , giảm kích thước của tiếp điểm cũng như giảm khối lượng hoặc thể tích của kim loại tiếp điểm

Nguyên nhân gây ra ăn mòn của tiếp điểm là ăn mòn về hóa học, ăn mòn về cơ , ăn mòn về điện Nhưng chủ yếu tiếp điểm bị ăn mòn là do ăn mòn về điện

Khối lượng mòn trung bình của tiếp điểm cho một lần đóng ngắt:

Gđ + gng = 10-9 ( Kđ I2d + Kng Ing2 ) Kkđ

Iđ : dòng điện khi đóng ngắt tiếp điểm Chọn Iđ = Iđm = 80A

Ing : dòng điện khi ngắt tiếp điểm Chọn Ing = 10.Iđm= 10.80 = 800(A)

Kđ, Kng :( g/A2) hệ số mòn khi đóng và ngắt chọn Kd =Kng= 0,01(g/A2 )

( bảng 2 – 21 TKKCĐHA ) Kkđ : hệ số không đồng đều đánh giá độ mòn không đều của các tiếp điểm Chọn Kkđ = 2

Vậy gd + gng = 10-9 ( 0,01 802 + 0,01 802 ) 2 = 1,29 10-4Khối lượng mòn về cơ sau 105 lần đóng ngắt:

( gđ + gng ) 105= 1,29 10-4 105 = 129 ( g )

khối lượng mòn về cơ điện sau 0,5.105 lần đóng ngắt :

( gđ + gng).0,5 105 =1,29 10-4 0,5 105 = 645 ( g )

V 10 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN

Với kích thước, kết cấu của tiếp điểm kiểu ngón một chỗn ngắt

có các thông số sau:

Vật liệu làm tiếp điểm : Cu – Cd kéo nguội

Chiều cao tiếp điểm 4 ( mn )

Bề rộng của tiếp điểm 8 ( mn )

Tổng chiều dài tiếp điểm 41 ( mn )

Lực : Ftddc = 8 ( N )

Ftdd = 9 ( N )

So sánh với các trị số cho phép :

Điện áp rơi trên tiếp điểm : Utdd = 2 - 30mV

nhiệt độ hóa mềm cho phép đối với đồng θcfhm= 190 0C

( bảng 2 - 18 TKKCĐHA )

Nhiệt độ làm việc cho phép của tiếp điểm θtdcf= 105 0C

Với kích thước kết cấu như trên tiếp điểm hoàn toàn có khả năng làm việc tốt

PHẦN IV: CHỌN HỘP DẬP HỒ QUANG

I KHÁI NIỆM VỀ HỒ QUANG ĐIỆN

Đối với các KCĐ , cầu dao , CTT… Khi đóng, cắt mạch điện,

hồ quang phát sinh trên tiếp điểm Nếu hồ quang cháy lâu, khí cụ điện

và hệ thống điện sẽ bị hư hỏng

Hồ quang điện là hiện tượng phóng điện trong khí hơi Hồ quang có mật độ dòng điện lớn từ ( 104 - 105) A/ cm2, nhiệt độ cao và điện áp rơi trên catốt từ ( 10 – 20 ) V Một trong những đặc trưng cơ bản của hồ quang là sự phân bố điện áp hồ quang và cường độ điện trường E trên dọc hồ quang Cường độ điện trường E0 ở catốt rất lưới

từ 105 – 106 V/cm trong khi ở thân hồ quang cường độ điện trường

Eth = 10 – 15V/cm

Ngoài ra nhiệt độ và mật độ hồ quang không đều theo tiết điện ngang cột hồ quang ở tâm hồ , nhiệt độ và mật độ dòng điện đạt cực đại và càng ra xa càng giảm dần.

II ĐẶC ĐIỂM HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU

đặc tính Uhq cắt đặc tính tải tại hai điểm A, B điểm A hồ quang cháy không ổn định Còn ở điểm B hồ quang cháy ổn định

III ĐIỀU KIỆN ĐỂ DẬP TẮT HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU

Hồ quang điện một chiều sẽ tắt , nếu loại bỏ được điểm hồ quang cháy ổn định ( điểm B ) nghĩa là đặc tuyến V – A tĩnh của thiết

bị dập hồ quang Uhq = f ( Ihq) khi Ihq = const cần phải nằm cao hơn đặc tính tải, muối thế phải tăng chiều dài hồ quang để dập tắt hồ quang

IV YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG DẬP HỒ

- Đảm bảo được khả năng đóng và khả năng ngắt , nghĩa là đảm bảo giá trị dòng điện đóng Iđ = 6 Iđm= 6.80 = 480A và dòng điện ngắt

Ing = Iđm = 80A