thiết kế CONTACTOR xoay chiều, chương 1-2

Lời nói đầu Đất n-ớc đang càng ngày càng phát triển, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang diễn ra mạnh mẽ. Để thực hiện đ-ợc thì phải có các nguồn năng l-ợng, mà điện năng chiếm một vai trò rất quan trọng. Điện năng cung cấp cho mọi ngành, mọi lĩnh vực, mọi đối t-ợng. Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng điện thì không thể tránh khỏi những sự cố, rủi ro xảy ra nh- hiện t-ợng quá điện áp, quá dòng điện, hiện t-ợng ngắn mạch Để đảm bảo vấn đề an toàn tính mạng cho con ng-ời, bảo vệ các thiết bị điện và tránh những tổn thất kinh tế có thể xảy ra thì Khí cụ điện ngày càng đ-ợc đòi hỏi nhiều hơn, chất l-ợng tốt hơn và luôn đổi mới công nghệ. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các loại Khí cụ điện hiện đại đ-ợc sản xuất ra luôn đảm bảo khả năng tự động hóa cao, trong đó Công tắc tơ cũng không nằm ngoài mục đích đó. Chính vì vậy mà nghiên cứu, thiết kế Công tắc tơ là đặc biệt quan trọng nhằm tránh những sự cố đáng tiếc có thể sẽ xảy ra. Đ-ợc sự giúp đỡ và h-ớng dẫn của các thầy cô trong nhóm Khí cụ điện thuộc bộ môn Thiết bị điện - Điện tử, khoa Điện. Đặc biệt là sự h-ớng dẫn, giúp đỡ và đóng góp của thầy Phạm Văn Chới, trong thời gian làm đồ án môn học, em đã hoàn thành đ-ợc đồ án môn học với đề tài: Thiết kế Công tắc tơ xoay chiều 3 pha. Mặc dù đã có nhiều cố gắng song do hiểu biết kiến thức còn có nhiều hạn chế, thời gian có hạn và kinh nghiệm thực tế còn ít, nên trong quá trình thiết kế đồ án em còn mắc những sai sót nhất định. Vì vậy em rất mong có đ-ợc sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn sinh viên. Em xin chân thành cảm ơn bộ môn Thiết bị điện - Điện tử và thầy Phạm Văn Chới đã giúp em hoàn thành đồ án môn học này. Ch-ơng I Giới thiệu chung về công tắc tơ 1.1. Giới thiệu chung Khí cụ điện là những thiết bị điện dùng để điều khiển các quá trình sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối năng l-ợng điện và các dạng năng l-ợng khác. Theo lĩnh vực sử dụng, các khí cụ điện đ-ợc chia thành 5 nhóm, trong mỗi nhóm có nhiều chủng loại khác nhau. Công tắc tơ là loại khí cụ điện hạ áp, dùng để đóng ngắt trực tiếp dòng điện tải th-ờng xuyên đ-ợc điều khiển bằng tín hiệu điện. Công tắc tơ (CTT) thuộc nhóm khí cụ điện điều khiển. 1.2. Nội dung thiết kế 1. Chọn kết cấu 2. Tính mạch vòng dẫn điện 3. Chọn buồng dập hồ quang 4. Tính và dựng đặc tính cơ 5. Tính nam châm điện Bản vẽ lắp ráp tổng hợp A1 Với các số liệu ban đầu - Tiếp điểm chính: 3 th-ờng mở: Iđm = 30A, Uđm = 400V - Tiếp điểm phụ: 2 th-ờng đóng, 2 th-ờng mở: Iđm = 5A, Uđm = 250V - Điện áp điều khiển: Uđk = 250V, 50Hz - Tuổi thọ: Nđ = 1,5*10 6 1.3. Yêu cầu chung khi thiết kế Các loại khí cụ điện nói chung và Công tắc xoay chiều 3 pha phải thỏa mãn hàng loạt các yêu cầu của một sản phẩm công nghiệp hiện đại. Đó là các yêu cầu về kỹ thuật, về vận hành, về kinh tế, về công nghệ và về xã hội chúng đ-ợc biểu hiện qua các quy chuẩn, định mức, tiêu chuẩn chất l-ợng của nhà n-ớc hoặc của ngành và chúng nằm trong nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật. 1. Các yêu cầu về kỹ thuật: Yêu cầu kỹ thuật là một yêu cầu quan trọng và quyết định nhất đối với quá trình thiết kế của Khí cụ điện. Nó bao gồm các yêu cầu về: - Độ bền nhiệt của các chi tiết, bộ phận của khí cụ điện khi làm việc ở chế độ định mức và chế độ sự cố. Do khi làm việc các chi tiết, các bộ phận dẫn dòng có tổn hao sẽ sinh ra nhiệt, đặc biệt là khi ngắn mạch hay quá tải nhiệt độ tăng rất nhanh. Vì vậy cần đảm bảo độ bền nhiệt của các chi tiết, bộ phận phải nhỏ hơn nhiệt độ cho phép để không làm giảm cơ tính, giảm tuổi thọ - Độ bền cách điện của các chi tiết bộ phận cách điện và khoảng cách cách điện khi làm việc với điện áp lớn nhất để không xảy ra phóng điện, trong điều kiện môi tr-ờng xung quanh (nh- m-a, ẩm, bụi, tuyết ) cũng nh- khí có quá điện áp nội bộ hoặc quá điện áp do khí quyển gây ra. - Độ bền cơ và tính chịu 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. - Khả năng đóng cắt ở chế độ định mức và chế độ sự cố, độ bền điện thông qua các chi tiết, bộ phận. - Tính năng kỹ thuật, công nghệ tiên tiến, kết cấu đơn giản, khối l-ợng và kích th-ớc bé. 2. Các yêu cầu về vận hành. Khi vận hành, sử dụng cần chú ý các yêu cầu sau: - ảnh h-ởng của môi tr-ờng xung quanh: độ ẩm, độ cao, nhiệt độ do đó cần phải tránh các tác động có hại của môi tr-ờng lên thiết bị điện. - Có độ tin cậy đối với ng-ời sử dụng, vận hành, thao tác. - Tuổi thọ lớn, thời gian sử dụng lâu dài - Đơn giản, dễ thao tác, dễ sửa chữa, thay thế. - Chi phí vận hành ít, tiêu tốn năng l-ợng ít. 3. Các yêu cầu về kinh tế xã hội Đây là một trong các yêu cầu quyết định tới vị trí của sản phẩm, hiệu quả kinh tế của sản phẩm. Vì vậy chúng tôi đòi hỏi một số yêu cầu sau: Khi thiết kế một sản phẩm nói chung và một thiết bị điện nói riêng đầu tiên nhà thiết kế phải chú ý đến thị tr-ờng, làm thế nào để khi đ-a ra thị tr-ờng mặt hàng của mình có thể chiếm đ-ợc -u thế hơn hẳn so với các sản phẩm khác cùng chủng loại, cùng có chất l-ợng kỹ thuật thì thiết bị điện đó phải có giá thành hạ, có tính thẩm mỹ của kết cấu, vốn đầu t- khi chế tạo và lắp ráp là nhỏ nhất. 4. Các yêu cầu về công nghệ chế tạo - Tính công nghệ của kết cấu: dùng các chi tiết, cụm quy chuẩn, tính lắp dẫn - L-u ý đến khả năng chế tạo: mặt bằng sản xuất, đặc điểm tổ chức sản xuất, khả năng của thiết bị. - L-u ý đến khả năng phát triển chế tạo, sự lắp ghép vào các tổ hợp khác, chế tạo dãy Ch-ơng II Cấu tạo - nguyên lý hoạt động 1. Cấu tạo: Công tắc tơ xoay chiều 3 pha là khí cụ điện dùng để đóng ngắt mạch điện xoay chiều, với dòng điện 30A. Công tắc tơ gồm các bộ phận chính sau: - Hệ thống tiếp điểm gồm có tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh, tiếp điểm phụ th-ờng đóng và tiếp điểm phụ th-ờng mở. - Hệ thống thanh dẫn: thanh dẫn động và thanh dẫn tĩnh. - Nam châm điện xoay chiều - Cuộn dây nam châm điện xoay chiều - Hệ thống lò xo: lò xo nhả, lò xo tiếp điểm, lò xo giảm chấn rung - Các vít đầu mối - Buồng dập hồ quang 2. Nguyên lý hoạt động Khi cho điện vào cuộn dây, luồng từ thông sẽ đ-ợc sinh ra trong nam châm điện. Luồng từ thông này sẽ sinh ra một lực điện từ. Khi Lực điện từ lớn hơn Lực cơ thì nắp mạch từ đ-ợc hút về phía mạch từ tĩnh, trên mạch từ tĩnh có gắn vòng ngắn mạch để chống rung, làm cho tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh. Tiếp điểm tĩnh đ-ợc gắn trên thanh dẫn, đầu kia của thanh dẫn có vít bắt dây điện ra, vào. Các lò xo tiếp điểm có tác dụng duy trì một lực ép tiếp điểm cần thiết lên tiếp điểm. Đồng thời tiếp điểm phụ cũng đ-ợc đóng vào đối với tiếp điểm phụ th-ờng mở và mở ra đối với tiếp điểm th-ờng đóng. Lò xo nhả bị nén lại. Khi ngắt điện vào cuộn dây, luồng thông sẽ giảm xuống về không, đồng thời lực điện từ do nó sinh ra cũng giảm về không. Khi đó lò xo nhả sẽ đẩy tòan bộ phần động của công tắc tơ lên và cắt dòng điện tải ra. Khi tiếp điểm động tách khỏi tiếp điểm tĩnh của mạch từ chính thì hồ quang sẽ xuất hiện giữa hai tiếp điểm. Nhờ các vách ngăn trong buồng dập hồ quang, hồ quang sẽ đ-ợc dập tắt. . tôi đòi hỏi một số yêu cầu sau: Khi thiết kế một sản phẩm nói chung và một thiết bị điện nói riêng đầu tiên nhà thiết kế phải chú ý đến thị tr-ờng, làm thế. nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật. 1. Các yêu cầu về kỹ thuật: Yêu cầu kỹ thuật là một yêu cầu quan trọng và quyết định nhất đối với quá trình thiết kế của Khí