Расчет коммутационных контактов

Введение

Среди тяговых электрических аппаратов контактные коммутационные аппараты – контакторы – являются наиболее сложными и ответственными аппаратами электроподвижного состава (ЭПС). Контакторы предназначены для коммутации электрических цепей и служат для управления и регулирования режимами работы тягового электрооборудования

ЭПС.

В данном курсовом проекте производим расчет электропневматического контактора.

Конструкции электропневматических контакторов различных типов во многом подобны. Различаются они наличием или отсутствием дутогашения, конструктивным исполнением дугогасительных камер, блокировок и включающих вентилей.

Несмотря на большое разнообразие конструкций электрических аппаратов, проектирование электропневматического контактора будет производится в следующем порядке:.

• изучение существующих конструкций тяговых аппаратов. Выбор конструктивной схемы. Компоновка конструкции. Выбор и расчет общей электрической изоляции аппарата. Разработка эскиза общего вида аппарата и определение его основных размеров;

• расчет и проектирование токоведущего контура: проводников; контактных соединений; коммутирующих контактов;

• расчет и проектирование дугогасительных устройств;

• расчет и проектирование механизма, в том числе заданного типа пневматического привода;

• конструктивная разработка деталей и узлов аппарата с соответствующими расчетами;

• оформление графической части проекта: чертеж общего вида контактора, не менее чем в двух проекциях, схемы и графики, иллюстрирующих расчеты и исследования;

• составление расчетно-пояснительной записки.

При проектировании электропневматического контактора широко используем метод последовательных приближений, принцип преемственности конструкции отдельных элементов, сравнение расчетных вариантов.

Проектирование токоведущего контура контактора

Токоведущий контур контактора обычно содержит:

- подвижный и неподвижный контакты;

- контактные накладки;

- катушку дугогашения;

- дугогасительные рога;

- токоподводы;

- гибкие соединения.

При проектировании токоведущего контура рассчитываем параметры его элементов так, чтобы при протекании по ним тока температура их нагрева не превышала предельно допустимую [1., 1., прилож.3 табл.П.3.1].

Расчет токоведущих частей

Величина номинального тока у контакторов устанавливается для продолжительного (длительного) режима, т.е. I_ном=I_∞=300 A.

Определение размеров поперечного сечения токоведущих частей производится из условия, что в установившемся режиме температура их нагрева θ_к не превысит допустимой θ_доп.

Для шины прямоугольного сечения с размерами a – b (а – толщина, b – ширина) можно определить:

(1.1)

где θ_окр=40 ºС – расчетная температура окружающей среды;

– удельное электрическое сопротивление материала токовода при температуре 0°С, [1., прилож.1 табл. П.1];

- температурный коэффициент сопротивления материала токовода [1., прилож.1 табл. П.1];

- коэффициент теплоотдачи плоской шины;

S - плошадь поперечного сечения токовода, м ;

р - периметр поперечного сечения токовода, м;

- допустимое превышения температуры над температурой окружающей среды [1., прилож.3 табл.П.3.2];

θ_доп= θ_окр+ τ_доп=40+75=115 °С - предельно допустимая температура нагрева для меди.

Для шины прямоугольного сечения с размерами (а - толщина, b- ширина) из (1.1) можно определить

(1.2)

Задавшись отношением а/b=1/4, определяем толщину - а и ширину - b токоведущего элемента:

(1.3)

(1.4)

При конструктивной разработке конкретных токоведущих частей форма поперечного сечения и размеры могут быть изменены, но во всех случаях площадь поперечного сечения и периметр не должны быть меньше найденных по формулам (1.3) и (1.4).

Расчет коммутационных контактов

В зависимости от типа контактора, назначения токоведущего контура (силовая цепь, цепь управления) конструктивная форма коммутационных контактов может быть различна. В силовых цепях тяговых аппаратов наибольшее распространение получили линейные коммутационные контакты "грибкового" типа.

В цепях управления блокировочные коммутационные контакты, контакты реле – обычно выполняют в форме точечных стыковых контактов с серебряными или металлокерамическими наделками мостикового типа, либо в форме пальцевых контактов скользящего типа.

Во всех случаях, при протекании через контакты длительного тока, температура перегрева контакта не должна превышать предельно допустимого значения τ_доп.

Тепловую постоянную контакта А_к, А²/(Н·мм) и определяют как произведение двух величин: плотности тока по нажатию j_н, А/Н и линейной плотности j_л, А/мм:

; ; (1.5)

Рекомендуемые значения удельных плотностей тока , и тепловой постоянной А_к, А²/(Н·мм) для контактов тяговых аппаратов, изготовленных из меди, приведены в [1., 1., прилож.3 табл.П.3.5].

Для номинального тока I_ном=I_∞=300 A, определяем расчетную величину тепловой постоянной контакта А_красч по формуле:

(1.6)

где А_кmin, А_кmax, и I_max, I_min - наименьшие и наибольшие значения соответственно тепловых постоянных контактов и токов, протекающих через контакты.

Согласно табл.П3.5:

А_кmin=112 А²/(Н·мм);

А_кmax=133 А²/(Н·мм);

I_max=750 А

I_min=150 А

Тогда тепловая постоянная контакта А_красч:

А²/(Н·мм).

Аналогичным образом определяем расчетные значения плотности тока по нажатию j_нрасч:

(1.7)

где j_нmin, j_нmax, и I_max, I_min - наименьшие и наибольшие значения соответственно плотностей токов по нажатию и токов, протекающих через контакты.

Согласно табл.П3.5: j_нmin=6,1 А/Н; j_нmax=6,5 А/Н;

A/H.

и линейную плотность j_лрасч:

(1.8)

где j_лmin, j_лmax, и I_max, I_min - наименьшие и наибольшие значения соответственно плотностей токов по нажатию и токов, протекающих через контакты.

Согласно табл.П3.5: J_лmin=18 А/мм;J_лmax=22 А/мм.

А/мм.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: