Thiết kế Rơle trung gian kiểu kín

Máy móc bắt đầu trở thành công cụ lao động của con người từ những ngày đầu của cuộc cách mạng kỹ thuật trong công nghiệp vào nửa cuối thế kỷ XVIII. Bắt đầu là những máy móc đơn giản (Máy hơi nước)

Bé M«n ThiÕt BÞ §iƯn - §iƯn Tư C«ng St §å ¸n M«n Häc KhÝ Cơ §iƯn KHOA ĐIỆN CỘNG HỒ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM B/m Thiết bị điện - điện tử Độc lập – Tự do – Hạnh phúc --------o0o-------- --------o0o-------- ĐỒ ÁN KHÍ CỤ ĐIỆN Họ và tên sinh viên: .Lớp: . Giáo viên hướng dẫn: ĐẶNG CHÍ DŨNG 1. Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế Rơle trung gian kiểu kín. 2. Các số liệu ban đầu:  U đm =220V, I đm =10A, 4 tiếp điểm thường đóng, 4 tiếp điểm thường mở.  Cuộn dây có: U đk =220V, f=50 Hz, cấp cách điện cấp B.  Tuổi thọ về điện N điện =10 6 lần, Tuổi thọ về cơ N cơ =10 7 lần.  Làm việc lâu dài. 2. Nội dung phần thuyết minh tính tốn:  Phân tích phương án chọn kết cấu.  Tính chọn mạch vòng dẫn điện.  Tính và dựng đặc tính cơ.  Tính tốn nam châm điện và tính kiểm nghiệm nhiệt.  Tính tốn hệ số nhả K nhả .  01 bản vẽ A1 (bản vẽ tổng lắp ráp). 3. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 22/09/2003. 4. Ngày hồn thành : 10/11/2003 Gi¸o viªn h¦íng dÉn: ®Ỉng chÝ dòng Sinh Viªn Thùc HiƯn: Lª Khoa - TB§1 - K45 Trang 1 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện LI NểI U Mỏy múc bt u tr thnh cụng c lao ng ca con ngi t nhng ngy u ca cuc cỏch mng k thut trong cụng nghip vo na cui th k XVIII. Bt u l nhng mỏy múc n gin (Mỏy hi nc) con ngi ó khụng ngng ci tin phỏt minh ra nhng mỏy múc thit b ngy cng hin i, phc tp, chớnh xỏc v nng sut cao. Vic iu khin mỏy múc v qun lý sn xut lm con ngi mt rt nhiu sc lc, úc thụng minh, v nhy bộn cao. Do vy cn phi to ra nhng thit b, h thng c bit thay th ton b hay mt phn sc lao ng vt v ca con ngi trong vic theo dừi iu khin, kim tra cỏc quỏ trỡnh sn xut. Ngnh k thut to ra cỏc phng phỏp, thit b, phng tin gii phúng sc lao ng ca con ngi trong vic qun lý v iu khin quỏ trỡnh sn xut gi l t ng hoỏ v iu khin t ng. Hin nay t ng hoỏ v iu khin t ng ngy cng phỏt trin mnh m v phc v c lc cho con ngi trong quỏ trỡnh sn xut, nghiờn cu khoa hc, chinh phc v tr, quc phũng Nhng thit b k thut dựng gii quyt cỏc vn t ng hoỏ v iu khin t ng l cỏc thit b t ng. Thit b t ng l thit b cú th thc hin mt chc nng no ú m khụng cn s tham gia trc tip ca con ngi. Chỳng c xõy dng t nhng phn t t ng khỏc nhau nh: phn t in c, phn t t, phn t bỏn dn, in t, phn t nhit, khớ nộn thu lc . Rle l mt loi khớ c in t ng m c tớnh vo ra cú tớnh cht: tớn hiu u ra thay i, khi tớn hiu u vo t c giỏ tr xỏc nh. Rle c s dng rng rói trong cỏc s iu khin t ng, truyn ng in, bo v mch in, thụng tin liờn lc v l phn t c bn cu to nờn cỏc phn t logic. Chớnh vỡ vy vai trũ cn thit ca s nghiờn cu, thit k rle l c bit quan trng nhm nõng cao tớnh nng t ng hoỏ v tui th lm vic ca chỳng khụng ngng c ci thin hn. c s giỳp ca cỏc thy cụ trong nhúm khớ c in thuc b mụn Thit B in-in T Cụng Sut, Khoa in v c bit l s hng dn ca thy giỏo ng Chớ Dng, trong khong thi gian mt hc k, em ó hon thnh c ỏn mụn hc khớ c in, vi ti thit k Rle trung gian kiu kớn, xoay chiu. Do trỡnh hiu bit cú hn v thi gian hn ch, cng vi kinh nghim thc t cũn rt ớt nờn em khụng th khụng trỏnh c cỏc sai xút trong quỏ trỡnh Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 2 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện tớnh toỏn v thit k. Vỡ vy em rt mong c s ch bo gúp ý ca cỏc thy cụ v cỏc bn sinh viờn. Em xin chõn thnh cm n. H Ni, Ngy 10/11/2003 Sinh viờn thit k Lấ KHOA Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 3 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện CHNG I GII THIU CHUNG V CC KH C IN V YấU CU CHUNG KHI THIT K I. Gii thiu chung v cỏc khớ c in. Khớ c in l nhng thit b c cu in dựng iu khin cỏc quỏ trỡnh sn xut, bin i truyn ti phõn phi nng lng in v cỏc dng nng lng khỏc. Khỏi nim iu khin theo ngha rng bao gm: iu chnh bng tay,t ng kim tra v bo v. Theo lnh vc s dng cỏc khớ c in c chia lm 5 nhúm trong ú mi nhúm gm nhiu chng loi v dng khỏc nhau. 1- Nhúm cỏc khớ c in cao ỏp: nh Dao cỏch ly, mỏy ngt, dao ngn mch, mỏy ngt khụng khớ . 2- Nhúm cỏc khớ c in h ỏp: nh mỏy ngt t ng, mỏy ngt bng tay, cỏc u i ni 3- Nhúm khớ c in iu khin: nh cụng tc t, khi ng t, khuch i t, t ỏp 4- Nhúm cỏc Rle bo v: nh rle dũng in, rle in ỏp, Rle trung gian, Rle cụng sut 5- Nhúm cỏc khớ c in dựng trong sinh hot hng ngy v dựng trong chiu sỏng: nh bn l, bp in, búng ốn . II. Cỏc yờu cu chung khi thit k khớ c in. Cỏc khớ c in c thit k phi tho món hng lot cỏc yờu cu ca mt sn phm cụng nghip hin i: ú l cỏc yờu cu v k thut, yờu cu v vn hnh, v kinh t, v cụng ngh v xó hi, chỳng c biu hin qua cỏc qui chun v nh mc, tiờu chun v cht lng ca nh nc hoc ca nghnh v chỳng c nm trong nghnh thit k k thut. 1. Cỏc yờu cu v k thut. bn nhit ca cỏc chi tit, b phn ca khớ c in, khi lm vic ch nh mc v ch v ch s c. bn cỏch in ca cỏc chi tit, b phn cỏch in v khong cỏch cỏch in khi lm vic vi in ỏp ln nht, kộo di v v trong iu kin xung quanh (nh ma, bi bn,tuyt .) cng nh khi cú in ỏp ni b, hoc quỏ in ỏp do khớ quyn gõy ra. bn c v tớnh chu mũn ca cỏc b phn khớ c in trong gii hn s ln thao tỏc ó thit k, thi hn lm vic ch nh mc v ch s c. Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 4 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện Kh nng úng ngt ch s c v ch nh mc, bn in ca cỏc chi tit, b phn. Cỏc yờu cu k thut riờng i vi tng loi khớ c in Kt cu n gin, khi lng v kớch thc bộ. 2. Cỏc yờu cu v vn hnh. Lu ý n cỏc nh hng ca mụi trng xung quanh nh m, nhit , cao tin cy cao. Tui th ln thi gian s dng lõu di. n gin d thao tỏc, sa cha, thay th. Tn phớ vn hnh ớt, tiờu tn ớt nng lng. 3. Cỏc yờu cu v kinh t xó hi. Giỏ thnh h. To iu kin thun tin cho nhõn viờn vn hnh (v tõm lý v c th ). Tớnh an ton trong vn hnh lp rỏp. Tớnh thm m ca kt cu. Vn u t khi ch to, lp rỏp vn hnh ớt. 4. Cỏc yờu cu v cụng ngh ch to. Tớnh cụng ngh ca kt cu : dựng chi tit qui chun, tớnh lp ln . Lu ý n kh nng ch to: mt bng sn xut, c im t chc sn xut, kh nng thit b. Lu ý n kh nng phỏt trin ch to, s lp ghộp vo cỏc t hp khỏc, ch to dõy . Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 5 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện CHNG II GII THIU V RLE IN I. Cu to nguyờn lý hot ng, s khi ca Rle. thit k c tt cỏc mc tiờu núi trờn ta phi nm c nguyờn lý hot ng ca rle trung gian kiu kớn, sau ú mi v qua s hot ng ca nú. 1. Cu to. Rle trung gian kiu kớn l loi thit b in cú kt cu khỏ n gin, i vi loi rle ny vỡ dũng in nh nờn ta cú th b qua h quang sinh ra gia cỏc b phn mang in. Nh vy Rle trung gian kiu kớn ch mang cỏc b phn chớnh sau: - H thng tip im trong ú bao gm tip im ng v tip im tnh ( bao gm tip im thng úng v tip im thng m ni liờn thụng vi nhau). - H thng thanh dn, gm cú thanh dn ng v thanh dn tnh. - Mt nam chõm in xoay chiu. - Cun dõy nam chõm in xoay chiu. - H thng phn lc l mt lũ xo nh cú hỡnh xon tr. - H thng np v thõn . - Cỏc chi tit u ni v chi tit dn in. 2. S ng. 1- Tip im thng úng. 2- Tip im thng m. 3- Np. 4- Thõn. 5- Lừi. 6- Cun dõy. 7- Thanh dn. 8- Lũ xo nh. 3. Nguyờn lý hot ng. Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 6 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện Rle trung gian kiu kớn cú nguyờn lý hot ng da trờn nguyờn lý cm ng in t nam chõm in thuc loi hỳt chp v cú tip im dng cụngsụn. Khi a dũng in I vo cun dõy nam chõm in thỡ trong cun dõy s sinh sc t ng F=IW, sc t ng ny sinh ra t thụng khe h khụng khớ ca nam chõm in , khi ú F t >F ph lm cho np ca nam chõm in úng li ng thi tip im thng úng m ra v tip im thng m úng li. Khi khụng cú dũng in a vo cun dõy nam chõm in I=0 thỡ khi ú F t =0<F ph lm cho np ca nam chõm in m ra v h thng tip im tr v trng thai ban u. II. u im v nhc im ca rle trung gian kiu kớn. 1. c im. i vi loi rle trung gian kiu kớn thỡ s lng tip im nhiu, tng lc ộp tip im khi tip xỳc ngi ta thng s dng thanh dn ng bng ng. 2. u im. i vi loi rle trung gian kiu kớn thỡ khi lm vic nú s trỏnh c s nh hng khc nghit ca mụi trng ti qs vn hnh ca thit b, c bit l ma giú, m, v bi bm s lm nh hng ti tớnh cht dn in ca vt liu. 3. Nhc im. Ngoi cỏc u im núi trờn thỡ rle trung gian kiu kớn cũn cú nhng hn ch nht nh khi phn rle nm trong v hp thỡ nú s b gii hn bi phn khụng gian ca v hp nờn kh nng tn nhit ca nú s khú khn hn. Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 7 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện CHNG III MCH VềNG DN IN I. S luc v mch vũng dn in. Trong rle trung gian mch vũng dn in úng mt vai trũ ht sc quan trng, bi nú l c cu truyn in tỏc ng ti cỏc c cu ca Rle, ng thi mt phn ca nú cng l h thng phn lc, nhm h tr cho kớch thc ca thit b nh ti u. Mch vũng dn in ca khớ c in do cỏc b phn mang in khỏc nhau v hỡnh dỏng kt cu v kớch thc to thnh. i vi mch vũng dn in ca rle trung gian kiu kớn thỡ nú bao gm nhng b phn chớnh sau: - Thanh dn: bao gm thanh dn ng v thanh dn tnh. - Dõy ni mn: ni t vớt n thanh dn ng. - u ni: gm vớt v mi hn. - H thng tip im: gm giỏ tip im, tip im ng v tip im tnh. - Cun dõy dũng in. Nh vy nhim v tớnh toỏn v thit k ca mch vũng dn in l phi xỏc nh cỏc kớch thc ca cỏc chi tit trong mch vũng dn in. Tit din kớch thc ca cỏc chi tit mch vũng dn in quyt nh c cu ca mch vũng dn in v cng quyt nh kớch thc ca rle trung gian kiu kớn. Do ú trỡnh t tớnh toỏn ca mch vũng dn in ca rle trung gian kiu kớn s gm cỏc bc sau: II. Thanh dn. Cỏc tớnh toỏn ca thanh dn ng gm: - Xỏc nh tit din v kớch thc c bn ca nú ch lm vic di hn v cỏc ch khỏc. - Tớnh toỏn kim nghim tit din v cỏc kớch thc ca nú ch lm vic ngn hn v ch khi ng i vi cỏc khớ c in iu khin v dựng trong t ng hoỏ. Ch s c khi cú dũng in ngn mch vi cỏc khớ c in phõn phi nng lng. - Khi xỏc nh cỏc kớch thc ca thanh dn nờn chn dng kt cu, chn s b chiu di ca thanh dn v dng kt cu ca u ni. 1. Tớnh toỏn thanh dn ng. Thanh dn ng cú chc nng úng m tip im vỡ vy nú cn phi cú mt lc ộp cú kh nng tip xỳc tt, do ú ta cú th chn ng phútpho lm thanh dn. ng phtpho cú cỏc tớnh cht v thụng s c ghi trong bng 2-22 (TKKCHA). Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 8 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 9 Ký hiu bp06,5 T trng = 8,9 g/cm 3 Nhit núng chy t nc = 1083C in tr sut = 0,01754.10 -6 m H s nhit in tr = 4,3.10 -3 1/C dn in = 3,9 w/cmC Nhit lng núng chy 390J/g Nhit dung C p =0,385 J/gC Modul n hi 4600.10 6 kg/cm 2 H s nhit ca nhit dung 10 -4 Nhit lng bay hi 2600J/g cng H B = 105 Briven kg/mm Gii hn bn kộo k = 550N/mm 2 Nhit n nh cho phộp 95C tng nhit cho phộp 55C Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện V dng kt cu ca thanh dn ng ta chn kt cu cú tit din hỡnh ch nht vi b rng a, b dy l b. T cụng thc NiuTn: P=K T S T ( ụ - 0 )= K T S T ụ Cú th vit biu thc cõn bng nhit nhit xỏc lp cho mi chi tit vi b mt tn nhit S T chiu di l v chu vi l P=S T /l P=I 2 .R .K f = K T S T ( ụ - mt ) = S K f 2 K T S T ( ụ - mt ) Trong ú: R : in tr ca thanh dn nhit n nh. : in tr sut ca vt liu nhit n nh = o (1+ .)= 20 [1+ (-20)] = mt [1+ (- mt )] 0 , 20 , mt l in tr sut ca vt liu nhit 0 o C, 20 o C, v nhit mụi trng. l hờ s nhit in tr ca ng phtpho =4,3.10 -3 1/ o C. K f l h s tn hao ph c trng cho hiu ng gn v hiu ng b mt. K f =K bm .K g K bm l hiu ng b mt. K g l hiu ng gn. i vi dũng in xoay chiu K f =1,03 - 1,06. Chn K f =1,05. S l tit din ca thanh dn. S T l tit din tn nhit ca thanh dn. P l chu vi ca thanh dn. ụ l nhit n nh ụ =95 o C mt l nhit mụi trng mt =40 o C. Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 10 b a l [...]... trong sỏch TKKCHA ta cú: Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 20 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện Thi gian rung ca tip im l: Tm= 2.mVo 1 K v 2.0,15.0,1 (1 0,85 ) = =0,388 sec Ft 3.10 2 Thi gian rung ca 4 lũ xo tip im c tớnh theo cụng thc: tm = t m 0,388 = 0,1 sec 4 4 Tng thi gian rung s b c xỏc nh theo cụng thc 2-47 t=(1,5-1,8).2.tm=1,5.2.0.388=0,1164 sec... lm vic tc l khe h cụng ngh bng 0,05 mm S c tớnh c ca Rle trung gian c cho trang bờn Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 30 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Vi : Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện d1 ng c tớnh trng lc d2 ng lc ộp tip im ng d3 ng lc lũ so nh d4 ng c tớnh c Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 31 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện... (TKKCHA) ta cú Ft=ft.Im Trong ú: Im l dũng in nh mc ca rle trung gian kiu kớn 10 A Chn ft=3 G/A Ta cú Ft=3.10=30 g=0,3 N Xỏc nh in tr tip xỳc in tr tip xỳc ca tip im 1 ch ngt R tx l mt phn ca mch vũng dn in in tr tip xỳc ca tip im khụng b phỏt núng xỏc nh theo cụng thc kinh nghim 2-25 (TKKCHA) Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 15 Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Rtx= Đồ án Môn Học... quỏ trỡnh rung thỡ nú c biu th bng s ỏnh giỏ ln ca biờn rung Xm ca khong y ln nht u tiờn v thi gian rung t m tng ng vi Xm Tui th ca tip im ph thuc rt ln vo thi gian rung v biờn d rung, quỏ trỡnh rung c biu th bng th sau Sinh Viên Thực Hiện: Lê Khoa - TBĐ1 - K45 Trang 19 Đồ án Môn Học Khí Cụ Điện Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất X m t tm Theo cụng thc 2-39 trong sỏch TKKCHA ta cú: 2 m Vo (1... Khí Cụ Điện Bộ Môn Thiết Bị Điện - Điện Tử Công Suất Nh vy j . ca khong y ln nht u ti n v thi gian rung t m tng ng vi X m . Tui th ca tip im ph thuc rt ln vo thi gian rung v bi n d rung, quỏ trỡnh rung c biu th bng. loi rle trung gian kiu k n thỡ s lng tip im nhiu, tng lc ộp tip im khi tip xỳc ngi ta thng s dng thanh dn ng bng ng. 2. u im. i vi loi rle trung gian kiu