Проектирование аналога контактора КПВ605-У3
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
µльном при условии равенства мощностей источников теплоты в том и другом случаях. Поэтому вводится коэффициент перегрузки по мощности , который показывает во сколько раз можно увеличить мощность источников теплоты в электрическом аппарате при повторно-кратковременном режиме работы по сравнению с мощностью при продолжительном режиме при равенства допустимой температуры в том и другом случаях.
Поскольку при прочих равных условиях мощность источников теплоты в большинстве случаев пропорциональна квадрату тока, то вводят коэффициент перегрузки по току, который равен . Дальнейший расчет токоведущих частей аппарата будем проводить по эквивалентному току, который определяется:
Эквивалентный ток нагрева токоведущей части и контактов электрической дугой определяется зависимостью ВНИИР:
После нахождения эквивалентного тока необходимо произвести перерасчет размеров контактной пластины с новым значением тока.
Рис. 3. Расчет размеров контактной пластины в программе Контур при протекании эквивалентного тока
В результате расчета получаем геометрические размеры контактной пластины:
a=29 мм; b=15 мм.=88 мм; S=435 ммІ.
Расчет токов термической стойкости
Расчет токов термической стойкости проводится в программе Контур. Результаты расчеты представлены на рис. 3. В итоге для трех значений времени t=1, 5 и 10 с получаем три значения тока термической стойкости.
При tk=1с допустимый ток Iдоп(1)=65,4кА.
При tk=5с допустимый ток Iдоп(5)=29,3кА.
При tk=10с допустимый ток Iдоп(10)=20,7кА.
Расчет контактной системы.
Для расчета силы контактного нажатия воспользуемся формулой для сильноточных контактов с учетом отвода тепла по токоведущим шинам и их теплообмена с окружающей средой:
где
?см - сопротивление смятия материалов контакта;
? и ? - удельное электрическое сопротивление и теплопроводность материала контактов;
I - номинальный ток нагрева;
p и S - периметр и площадь сечения контактной пластины;
Tкд и Tк - допустимая и реальная температура контактов (обычно Tкд не превышает Tкд более, чем на 5-10єС).
Электродинамическая сила отталкивания контактов:
где
Для
Ток горячего сваривания определим по формуле:
Ток холодного сваривания можно определить по той же формуле, подставив в нее температуру рекристаллизации материала Трк вместо Тпл.
Результатом расчета являются следующие величины:
- сила контактного нажатия;
- ЭДУ в контактах;
- ток холодного сваривания контактов.
Расчет контактных соединений
Примем величину удельного давления в контактирующих частях, выполненных из меди,
Кажущаяся плотность тока:
Площадь поверхности контактирования:
Сила контактного нажатия:
При этом можно использовать 4 болта из стали Ст. 3 с диаметром резьбы 8 мм.
Сила на 1 болт:
Переходное сопротивление контактирующих поверхностей (при коэффициент, зависящий от материала и состояния поверхности контактирующих поверхностей, - коэффициент, зависящий от числа точек соприкосновения и типа контактов):
Омическое сопротивление:
где - величина перекрытия контактного соединения;
- поправочный коэффициент;
Общее сопротивление контактного соединения равно
Полная наружная поверхность контактного соединения:
Превышение температуры контактного соединения:
Температура нагрева в номинальном режиме:
- контактное соединение заданных размеров не является источником тепла в токоведущем контуре аппарата.
Определим ток приваривания контактов:
Величина тока приваривания значительно превышает величину отключаемого тока и значение отключаемого тока в режиме редких коммутаций DC4 Iо=4Iном=2,5кА. Следовательно, при данной силе контактного нажатия и при протекании как номинального тока, так и тока КЗ контактные соединения не сварятся.
Расчёт раствора контактов
Расчет раствора контактов проводится в программе Дуга. Окно программы представлено на рис. 4. Предварительно по кривой Пашена необходимо определить значение pl для U=5Uном.
При U=220В pl=8000 .
Рис. 4. Расчет раствора контактов в программе Дуга
В результате расчета получаем необходимый раствор контактов, равный 240,9 мм. Такое расстояние неприемлемо, поэтому необходимо использовать дугогасительную камеру. Предварительная величина раствора контактов принимается равной ?=0,8 мм.
Расчёт контактной пружины
Для расчета контактной пружины зададимся индексом и жесткостью пружины С=160 Н/мм, а также выберем материал пружины - сталь углеродистая нормальной прочности. Тогда допустимое напряжение кручения а модуль сдвига
Диаметр проволоки пружины d:
Pк - сила контактного нажатия;
Число витков пружины N:
C - принятая ранее жесткость пружины.
Принимаем N=2 витка.
Диаметр пружины D:
Проверка м