Đồ án Thiết kế công tắc tơ

pdf 61 trang yendo 14/05/2021 1010
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế công tắc tơ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_cong_tac_to.pdf

Nội dung text: Đồ án Thiết kế công tắc tơ

  1. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp  o0o ÁN KHÍ C IN ÁP TÀI: “THI T K CÔNG T C T ” GVHD: ĐẶNG CHÍ D ŨNG SVTH:NG ỌC V ĂN TÚ Ngäc V¨n Tó - 1 - TB§-§T1
  2. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Mục l ục Li nói u 5 Ch ơ ng I Ch n k t c u và thi t k s ơ b 6 I. Khái ni m chung 6 1. Tác d ng và c u t o c a công t c t 6 2. Nguyên lý ho t ng 6 II. Ch n k t c u và thi t k s ơ b 7 1. H th ng m ch vòng d n in 7 2. H th ng d p h quang 7 3. Nam châm in 7 4. H th ng các lò xo nh , lò xo ti p im và lò xo hoãn xung 8 5. Hình dáng c a công t c t 8 Ch ơ ng II Tính toán m ch vòng d n in 9 I. Khái ni m chung 9 II. Mch vòng d n in chính 9 1. Thanh d n 9 2. u n i 13 3. Ti p im 14 III. Mch vòng d n in ph 21 1. Thanh d n 21 2. Ti p im 22 Ch ơ ng III Tính và d ng c tính c ơ 23 I. Tính toán lò xo 23 1. Vt li u làm lò xo 23 2. Lò xo ép ti p im chính 23 3. Lò xo ti p im ph 25 4. Lò xo nh 26 II. c tính c ơ 27 1. Lp s ng 27 Ngäc V¨n Tó - 2 - TB§-§T1
  3. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 2. Tính toán các l c 28 3. c tính c 29 Ch ơ ng IV Tính toán và ki m nghi m nam châm in 30 I. Khái ni m 31 II. Tính toán thi t k nam châm in 31 1. Xác nh K kc 31 2. Ch n v t li u d n t 31 3. Ch n t c m, h s t rò , h s t c m 32 4. Tính ti t di n lõi m ch t 32 5. Xác nh kích th ưc cu n dây 33 6. Kích th ưc m ch t 35 III. Tính toán ki m nghi m nam châm in 36 1. S thay th m ch t 36 2. Tính t d n khe h không khí 38 3. Tính t thông 41 4. Tính s vòng dây 42 5. Tính ưng kính dây 42 6. Tính toán vòng ng n m ch 43 7. tính toán vòng ng n m ch 46 8. Tính toán ki m nghi m cu n dây 46 9. Tính và d ng c tính l c in t 48 Ch ơ ng V Tính và ki m nghi m bu ng d p h quang 48 I. Vt li u 52 1. Vt li u làm v bu ng d p h quang 52 2. Vt li u làm các t m d p 52 II. Tính toán và ki m nghi m 52 Ch ơ ng VI Hoàn thi n k t c u 56 I. Mch vòng d n in 56 Ngäc V¨n Tó - 3 - TB§-§T1
  4. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 1. Mach vòng d n in chính 56 2. Mch vòng d n in ph 57 II. Lò xo ti p im, lò xo nh 57 1. Lò xo ti p im chính 57 2. Lò xo ti p im ph 57 3. Lò xo nh 57 III. Nam châm in 58 1. M ch t 58 2. Kích th ưc cun dây 58 3. vòng ng n m ch 58 4. Bu ng d p h quang 58 IV. V và các chi ti t khác 59 Ch ơ ng VII Ví d minh h a ng d ng công t c t ơ trên 59 I. Sơ nguyên lý 59 II. Nguyên t c ho t ng 60 1. Mch chính iu khi n ng c 60 2. Mch ki m tra 60 Ngäc V¨n Tó - 4 - TB§-§T1
  5. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Li nói u t n ưc ang càng ngày càng phát tri n, quá trình công nghi p hoá, hi n i hoá ang di n ra m nh m . th c hi n ưc thì ph i có ngu n n ng l ư ng, mà in n ng chi m m t vai trò r t quan tr ng. in n ng cung c p cho m i ngành, mi l nh v c, m i i t ưng. Tuy nhiên, trong quá trình s d ng in thì không th tránh kh i nh ng s c , r i ro x y ra nh ư hi n t ưng quá in áp, quá dòng in, hi n t ưng ng n m ch m b o v n an toàn tính m ng cho con ngưi, b o v các thi t b in và tránh nh ng t n th t kinh t có th x y ra thì khí c in ngày càng ưc òi h i nhi u h n, ch t l ưng t t h n và luôn i mi công ngh . Cùng v i s phát tri n c a khoa h c k thu t thì các lo i khí c in hi n i ưc sn xu t ra luôn m b o kh n ng t ng hoá cao, trong ó công t c t cng không n m ngoài m c ích ó. Chính vì v y mà nghiên c u, thi t k công tc t là c bi t quan tr ng nh m tránh nh ng s c áng ti c có th s x y ra. ưc s giúp và h ưng d n c a các th y cô trong nhóm khí c in, thu c b môn Thi t b in - in t , khoa in. c bi t là s h ưng d n giúp và óng góp c a th y ng Chí D ng, em ã hoàn thành ưc án môn hc v i tài thi t k Công t c t xoay chi u 3 pha. Mc dù ã có nhi u c g ng song do hi u bi t ki n th c còn có nhi u h n ch , th i gian có h n và kinh nghi m th c t còn ít, nên trong quá trình thi t k án em còn m c nh ng sai sót nh t nh. Vì v y em r t mong có ưc s ch bo và óng góp ý ki n th y cô và các b n sinh viên. Em xin chân thành c m n b môn Thi t b in - in t và th y ng Chí Dng. Ngäc V¨n Tó - 5 - TB§-§T1
  6. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Ch ơ ng I Ch n k t c u và thi t k s ơ b I. Khái ni m chung 1. Tác d ng và c u t o c a công t c t ơ Công t c t là khí c in dùng óng, c t th ưng xuyên các m ch in ng l c, t xa, b ng tay hay t ng. Vi c óng c t công t c t có ti p im có th th c hi n b ng nam châm in, thu l c hay khí nén. Thông th ưng ta g p lo i óng c t b ng nam châm in. Công t c t g m các b ph n chính sau - H th ng m ch vòng d n in. - H th ng d p h quang. - H th ng các lò xo nh , lò xo ti p im và lò xo hoãn xung. - Nam châm in. - V và các chi ti t cách in. 2. Nguyên lý ho t ng Khi cho in vào cu n dây, lu ng t thông s ưc sinh ra trong nam châm in. Lu ng t thông này s sinh ra m t l c in t . Khi l c in t l n h n l c c thì n p m ch t ưc hút v phía m ch t t nh, trên m ch t t nh có g n vòng ng n m ch ch ng rung, làm cho ti p im ng ti p xúc v i ti p im t nh. Ti p im t nh ưc g n trên thanh d n, u kia c a thanh d n vít b t dây in ra, vào. Các lò xo ti p im có tác d ng duy trì m t l c ép ti p im c n thi t lên ti p im. ng th i ti p im ph c ng ưc óng vào i v i ti p im ph th ưng m và m ra i v i ti p im th ưng óng. Lò xo nh b nén l i. Khi ng t in vào cu n dây, lu ng t thông s gi m xu ng v không, ng th i l c in t do nó sinh ra c ng gi m v không. Khi ó lò xo nh s y toàn b ph n ng c a công t c t lên và c t dòng in t i ra. Khi ti p im ng tách kh i ti p im t nh c a m ch t chính thì h quang s xu t hi n gi a hai Ngäc V¨n Tó - 6 - TB§-§T1
  7. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp ti p im. Nh các t m d p trong bu ng d p h quang, h quang s ưc d p tt. II. Ch n k t c u và thi t k s ơ b 1. H th ng m ch vòng d n in ••• Thanh d n: do thanh d n ph i d n dòng in làm vi c và có khi ph i ch i dòng in ng n mch l n khi x y ra s c òng th i ph i m bo cho ti p im ti p xúc t t nên ta ch n thanh dn b ng ng có ti t di n ngang hình ch ư nh t. ••• u n i : ch n u n i b ng bu lông có th tháo r i ưc. ••• Ti p im chính: do dòng in làm vi c nh m c c a công t c t là 25 A nên ta ch n ti p im hình tr , ki u b c c u, 1 pha 2 ch ng t, ti p xúc lo i mt ph ng-mt ph ng. ••• Ti p im ph : c ng dùng ki u ti p im b c c u 1 pha 2 ch ng t. 2. H th ng d p h quang i v i khí c in h áp , các trang b d p h quang th ưng là : - Kéo dài h quang in b ng c khí. - Dùng cu n dây th i t . - Dùng bu ng d p h quang ki u khe h p. - Dùng bu ng d p h quang ki u dàn d p. Qua phân tích và tham kh o th c t , i v i Công t c t xoay chi u ch n bu ng d p h quang ki u dàn d p . 3. Nam châm in Công t c t có th óng ng t b ng nam châm in hút quay ho c hút th ng. ••• Nam châm in hút quay - u im: c tính c c a nam châm in hút quay t t h n nam châm in hút th ng. - Nh ưc im: K t c u ph c t p, m t pha có m t ch ng t làm cho vi c d p h quang khó kh n, ph i dùng dây n i m m. ••• Nam châm in hút th ng - u im: K t c u n gi n, K t c u ti p im b c c u m t pha có hai ch ng t làm cho vi c d p h quang n gi n h n, Hành trình chuy n ng Ngäc V¨n Tó - 7 - TB§-§T1
  8. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp gn li n v i chuy n ng c a n p nam châm in,vi c b trí bu ng d p h quang d dàng, Không dùng dây n i m m. - Nh ưc im: c tính c c a nam châm in hút th ng không t t b ng nam châm hút quay. Do có nhi u ưu im cho nên ta s s d ng nam châm in xoay chi u hình ch E ki u hút ch p. 4. H th ng các lò xo nh , lò xo ti p im và lò xo hoãn xung ••• Lò xo nh , lò xo ti p im: ta ch n ki u lò xo xo n hình tr do nó ít b n mòn và b n h n lò xo t m ph ng. ••• Lò xo ho n xung: dùng gi m b t va ch m gi a n p và thân c c t do ó ta dùng lò xo lá. 5. Hình dáng c a công t c t ơ Sau khi ch n k t c u và thi t k s b ta ưc hình dáng công t c t nh ư sau 1. Ti p im t nh. 6. Thanh d n t nh. 2. Ti p im ng. 7. Lò xo nh . 3. Lò xo ép ti p im. 8. Mch t nam châm in. 4. Thanh d n ng. 9. Cu n dây nam châm in. 5. Dàn d p h quang. 10. Vòng ng n m ch. Ngäc V¨n Tó - 8 - TB§-§T1
  9. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 11. N p m ch t nam châm in. Ch ơ ng II Tính toán m ch vòng d n in I. Khái ni m chung Trong Công t c t , m ch vòng d n in là m t b quan tr ng, nó có ch c nng d n dòng, chuy n i và óng c t m ch in. M ch vòng d n in do các b ph n khác nhau v hình dáng k t c u và kích th ưc h p thành. i v i Công tc t , m ch vòng d n in g m có các b ph n chính nh ư sau: • Thanh d n: g m thanh d n ng và thanh d n t nh. Thanh d n có ch c nng truy n t i dòng in. • Dây d n m m. • u n i: g m vít và m i hàn. • H th ng ti p im: g m ti p im ng và ti p im t nh, có ch c n ng óng ng t dòng in. • Cu n th i t . II. Mch vòng d n in chính 6. Thanh d n a. Thanh d n ng ☺☺☺ Ch ọn v ật li ệu Thanh d n ng g n v i ti p im ng, vì v y nó c n ph i có l c ép ti p xúc t t, c ng cao, nhi t nóng ch y t ư ng i cao do ó ta có th ch n Đồng kéo ngu ội làm v t li u cho thanh d n ng. Các thông s c a ng kéo ngu i: Ký hi u ML-TB T tr ng ( γ) 8,9 g/cm 3 0 Nhi t nóng ch y ( θnc ) 1083 C 0 -3 in tr su t 20 C ( ρ20 ) 0,0158.10 Ωmm d n nhi t ( λ) 3,9 W/cm 0C 2 c ng Briven (H B) 80 ÷ 120 kG/cm Ngäc V¨n Tó - 9 - TB§-§T1
  10. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp H s d n nhi t in tr ( α) 0,0043 1/ 0C 0 Nhi t cho phép c p A ([ θcp ]) 95 C ☺☺☺ Tính toán thanh d ẫn Theo ph n ch ọn k ết c ấu và thi ết k ế s ơ b ộ, ta ã ch n thanh d n có ti t di n ngang hình ch nh t v i b r ng a, b d y b Theo công th c 2-6 (TL1) : I 2 . .K b = 3 dm f 2.n.(n +1).K T . od Trong ó : • Im = 18 A : dòng in nh m c. a • n: h s hình dáng, n = = 5 ÷ 10, ch n n = 7. b • Kf : h s t n hao ph c tr ưng cho t n hao b i hi u ng b m t và hi u ng g n. Kf = K bm .K g = 1,03 ÷ 1,06. Ch n K f = 1,06. -6 0 2 • KT : h s t n nhi t, K T = (6 ÷ 12).10 (W/ C.mm ) ⇒ Ch n K T= 7,5.10 -6. • ρυ : in tr su t c a v t li u nhi t n nh. ρθ = ρ20 [1+ α(θ - 20)] O ρ20 : in tr su t c a v t li u 20 C. α : h s nhi t in tr c a v t li u. θ: nhi t n nh c a ng , ây ta l y b ng nhi t phát nóng cho phép υ = [ υ] = 95 OC. -8 -3 -8 ⇒ ρ95 = 0,0158.10 [1+4,3.10 (95 - 20)] ≈ 2,1.10 (Ω.m) • τô : t ng nhi t n nh. O τô = θ - θmt vi θmt = 40 C là nhi t môi tr ưng O ⇒ τô = 95 - 40 = 55 C Vy ta có 18 2.2,1.10−8.1,06 Ngäc V¨n Tó b = 3 - 10 - ≈ 0,54(mm ) TB§-§T1 7.2 .(7 +1). .5,7 10−6.55
  11. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp a = b.n =7. 0,54 = 3,78 (mm) Vy kích th ưc t i thi u c a thanh d n ng là a = 3,78 mm và b = 0,54 mm. Tuy nhiên hình d ng c a thanh d n ng còn ph thu c vào hình d ng c a ti p im. Ch n ti p im theo b ng 2-15(TL1.T51) vi I m = 18 A ta ch n ưng kính ti p im d t = 8 mm và chi u cao ti p im là h t= 1,5 mm. Ch n l i kích th ưc c a thanh d n ng: a= 10 mm và b= 1,2 mm ☺☺☺ Ki ểm tra kích th ước làm ở điều ki ện làm vi ệc dài h ạn • Di n tích thanh d n: S = a.b =10.1,2 = 12 (mm 2 ) • Chu vi thanh d n: P = 2.(a+b) = 2.(10+1,2) = 22,4 (mm) • Mt dòng in : Idm 18 2 2 j = = = 1,5 (A/mm ) < [j] =2 ÷ 4 (A/mm ) S 12 ⇒tho mãn v k t c u. • Nhi t thanh d n : T công th c 2-4 (TKKC HA) ta có 2 2 .I ρ K. .I ρ .( 1+ α.θod ). K P.S = θ f = 0 f KT .( θo − θmt ) KT .( θod − θmt ) 2 .I ρ0 K. f . + K.P.S T .θmt ⇒ θ«d = θtd = 2 K.P.S T − .I ρ0 K. f .α 0 vi ρ0 : in tr su t c a ng kéo ngu i 0 C −3 ρ20 ,0 0158 .10 −3 ρ0 = = = ,0 015 .10 (Ω.mm) 1+α.θ 1+ ,0 0043 .20 0 θmt : nhi t môi tr ưng, θmt = 40 C Thay vào ta có : 18 2 ,0. 015 .10−3.1,06 +12 .22,4.7,5.10−6.40 θ = = 43 0C td 12 .22,4.7,5.10−6 −18 2 ,0. 015 .10−3.1,06 ,0. 0043 Ngäc V¨n Tó - 11 - TB§-§T1
  12. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 0 Vy θtd < [ θcp ] = 95 C ⇒ thanh d n tho mãn v nhi t ch nh m c. ☺☺☺ Ki ểm tra thanh d ẫn ở ch ế độ ng ắn m ạch c im c a quá trình ng n m ch: • Dòng in và m t dòng in có tr s r t l n. • Th i gian tác ng nh . T c im trên rõ ràng khi x y ra ng n m ch nhi t thanh d n t ng lên r t l n có th làm thanh d n b bi n d ng. Do ó c n ph i ki m tra khi có ng n m ch thì m t dòng in thanh d n có nh h n m t dòng in cho phép không. T công th c 6-21 (TL1) : Anm − Ad jnm = t nm Trong ó: Inm = I bn : dòng in ng n m ch hay dòng in b n nhi t. tnm = t bn : th i gian ng n m ch hay th i gian b n nhi t. Anm = A bn : h ng s tích phân ng v i ng n m ch hay b n nhi t. A : h ng s tích phân ng v i nhi t u. Tra th hình 6-5 (TL1.T313) ta có: 0 4 2 4 Vi θbn = 300 C có A bn = 3,65.10 (A s/mm ) 0 4 2 4 θ = 95 C có A = 1.6.10 (A s/mm ) 2 2 tnm (s) jnm (A/mm ) [j nm ]cp (A/mm ) 3 87 94 4 75 82 10 47.4 51 Vy m t dòng in c a thanh d n khi x y ra ng n m ch nh h n m t dòng in cho phép, nên thanh d n có th ch u ưc ng n m ch. Ngäc V¨n Tó - 12 - TB§-§T1
  13. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp b. Thanh d n t nh Thanh d n t nh ưc n i v i ti p im t nh và g n v i u n i. Vì v y thanh d n t nh ph i có kích th ưc l n h n thanh d n ng. Ta có th ch n kích th ưc thanh d n t nh nh ư sau : at = 10 mm bt = 1,5 mm Do thanh d n ng tho mãn ch dài h n và ng n h n mà thanh d n tnh có ti t di n và chu vi l n h n thanh d n ng cho nên thanh d n t nh c ng tho mãn ch dài h n và ng n hn. 7. u n i u n i ti p xúc là ph n t quan tr ng c a khí c in, n u không chú ý d b h ng n ng trong quá trình v n hành nh t là nh ng khí c in có dòng in ln và in áp cao. Các yêu c u i v i m i n i • Nhi t các m i n i khi làm vi c dài h n v i dòng in nh m c không ưc t ng quá tr s cho phép. • Khi ti p xúc m i n i c n có b n c và b n nhi t khi có dòng ng n m ch ch y qua. • Lc ép in tr ti p xúc, n ng l ưng t n hao và nhi t ph i n nh khi khí c in v n hành liên t c. Kt c u c a m i n i g m có : m i n i có th tháo r i ưc, không th tháo ri ưc, m i n i kiêm kh p b n l có dây n i m m ho c không có dây n i mm. ây ta chon m i n i có th tháo r i ưc và b ng bu lông. Vi dòng in nh m c I m = 18A theo bng 2-9 (TKKC HA) ch n bu lông 5 b ng thép không d n in và tr ng 5. b a Stx Ngäc V¨n Tó - 13 - TB§-§T1
  14. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Idm Di n tích b m t ti p xúc : S tx = j i v i thanh d n và chi ti t ng có t n s f = 50 Hz và dòng in nh 2 mc I m < 200A thì có th l y m t dòng in j = 0,31 A/mm 18 2 ⇒Stx = = 58,1 (mm ) 0,31 Lc ép ti p xúc : F tx = f tx .S tx Trong ó 2 ftx là l c ép riêng trên các m i n i, f tx = 100 ÷ 150 kG/cm 2 -2 2 ch n f tx =100 kG/cm = 100.10 kG/mm -2 ⇒ Ftx = 100.10 .58,1 = 58,1 (kG) Theo công th c 2-25(TL1.T59). in tr ti p xúc là: Ktx Rtx = m (0,102 .Ftx ) Trong ó m =1 -3 -3 ng-ng ti p xúc m t K tx =(0.09 ÷0.14).10 ⇒ ch n K tx = 0,1.10 01., 10 −3 ⇒ R = =1,7.10 −5 (Ω) tx 0,102 .58 ,1 in áp ti p xúc –5 Utx = I m.R tx =18.1,7.10 = 0,31 (mV) Vy in áp ti p xúc nh h n in áp ti p xúc cho phép ([U tx ]cp =30 mV), nên bu lông ã ch n tho mãn yêu c u. 8. Ti p im a. Nhi m v c a ti p im Ti p im th c hi n ch c n ng óng ng t c a các khí c in óng ng t. b. Yêu c u i v i ti p im • Khi Công t c t làm vi c ch nh m c , nhi t b m t n i không ti p xúc ph i bé h n nhi t cho phép. Nhi t c a vùng ti p xúc ph i bé h n nhi t bi n i tinh th c a v t li u ti p im. Ngäc V¨n Tó - 14 - TB§-§T1
  15. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp • Vi dòng in l n cho phép (dòng kh i ng, dòng ng n m ch) ti p im ph i ch u ưc b n nhi t và b n in ng. • Khi làm vi c v i dòng in nh m c và khi óng ng t dòng in trong gi i h n cho phép , ti p im ph i có mòn in và c bé nh t , rung c a ti p im không ưc l n hn tr s cho phép. c. Vt li u làm ti p im Vt li u làm ti p c n m b o các yêu c u sau: in tr su t và in tr ti p xúc bé, ít b n mòn, ít b ôxy hoá, khó hàn dính, c ng cao, c tính công ngh cao, giá thành h và phù h p v i dòng in I = 18 A. T b ng 2-13 (TL1) ta ch n v t liêu là b c niken than chì, v i các thông s k thu t sau: Ký hi u KMK.A32 T tr ng ( γ) 8,7 g/cm 3 0 Nhi t nóng ch y ( θnc ) 1300 C 0 -3 in tr su t 20 C ( ρ20 ) 0,035.10 Ωmm d n nhi t ( λ) 3,25 W/cm 0C 2 c ng Briven (H B) 45 ÷ 65 kG/mm H s d n nhi t in tr ( α) 0,0035/ 0C 0 Nhi t cho phép c p A ([ θcp ]) 95 C Nh ư ã ch n ph n tính thanh d ẫn độ ng ta có kích th ưc c a ti p im là d = 8 mm; h=1,5 mm. d. Lc ép ti p im Theo công th c kinh nghi m Ft = f t x I m Tra b ng 2-17 ta ch n f t = 15 (g/A) Ft = 15 x 18 = 270 (g) = 0,270 (kg) = 2,70 (N) e. in tr ti p im in tr ti p xúc c a ti p im ưc tính theo công th c 2-25(TL1.T159) K tx Rtx = m ,0( 102 F. td ) Trong ó : Ft = 2,70 (N) Ngäc V¨n Tó - 15 - TB§-§T1
  16. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Ktx : h s k n s nh h ưng c a v t li u và tr ng thái b m t −3 -3 ca ti p im. K tx = 2,0( ÷ )3,0 10 ⇒ch n K tx = 0,25.10 m: h s d ng b m t ti p xúc. vì là ti p xúc m t⇒ m = ( 0,7 ÷1) nên ch n m = 0,8 Thay vào ta có: 0,25 .10 −3 R = = 7.10 −4 (Ω) tx (0,102 2,. 7)0,8 f. in áp ti p xúc -4 Utx = I m.R tx =18.7.10 = 0,0126 (V) = 12,6 (mV) Vy in áp n i ti p xúc U tx tho mãn iu ki n nh h n in áp ti p xúc cho phép [U tx ] = 2 ÷ 30 mV. g. Nhi t ti p im và nhi t n ơi ti p xúc Theo công th c 2-11(TL1.T52) nhi t phát nóng c a ti p im 2 2 I dm .ρθ I dm .Rtd θtd =θmt + + S.P.K 2. λ.S.PK T T Trong ó: θt : nhi t c a ti p di m. o ρθ: in tr su t c a v t i u làm ti p im 95 C -5 ρθ = ρ95 =ρ20 .[1+ α(θ-20)] = 3,5.10 .(1+0,0035.(95-20)] = 4,42.10 -6 ( Wcm) 0 θmt : nhi t môi tr ưng, θmt =40 C Rt : in tr ti p im. h −5 1,5 −6 Rt= ρ . = 4,42 .10 . = 1,07 .10 (W) θ S 63 ,6 P, S : chu vi, ti t di n c a thanh d n. P = 2,24 cm ; S = 12.10 -2 (cm 2) 2 −6 2 −6 18 4,. 42 .10 18 1,. 07 .10 0 ⇒ θtd = 40 + + = 47 ,1 C 2,24 .12 .10 −2 7 5.,. 10 −4 2. 3,93 2,. 24 .12 .10 −2 7 5.,. 10 −4 Nhi t c a im ti p xúc là: Ngäc V¨n Tó - 16 - TB§-§T1
  17. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 2 2 2 −4 2 I dm .R tx 18 .(7.10 ) 0 θtx = θtd + = 47 ,1+ −6 = 48 ,24 C 8.λ.ρθ 8 3,. 93 4,. 42 .10 h. Dòng in hàn dính Khi dòng in qua ti p im l n h n dòng in nh m c I m (quá t i , kh i ng , ng n m ch) , nhi t s t ng lên và ti p im b y do l c in ng dn n kh n ng hàn dính . n nh c a ti p im ch ng y và ch ng hàn dính g i là n nh in ng ( b n in ng) . n nh nhi t và n nh in ng là các thông s quan tr ng ưc bi u th qua tr s dòng in hàn dính I hd , t i tr s ó s hàn dính c a ti p im có th không x y ra n u c c u ng t có kh n ng ng t ti p im . Tr s dòng in hàn dính xác nh theo quan h lý thuy t 2-33 (TL1.T66) Ihdb = A fnc . Ftd (A) Trong ó: 1 32λθ nc 1( + αθ nc ) A = 3 2 πH ρ 1( + αθ ) BO O 3 nc O ρO : in tr su t c a v t li u 20 C . Ta có ρ20 = ρO(1+ α.20) ρO ⇒ ρO = 1 + α.20 3,5.10-8 ⇒ ρ = = ,3 27.10−8 (Ωm) O 1 + ,0 0035 .20 λ : h s d n nhi t c a v t li u. λ = 3,25 W/cm. OC = 325 W/m. OC O θnc : nhi t nóng ch y c a v t li u, θnc = 1300 C HBo : c ng Britnel . 2 6 HBo = 50 kG/mm = 50.10 (kg/m) Ngäc V¨n Tó - 17 - TB§-§T1
  18. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 1 32 3,. 25 .1300 .(1+ 0,. 0035 .1300 ) ⇒ A = 3 = 1135 ,74 (A/Kg 1/2 ) 2 π.50 .10 6 3,. 27 .10 −8.(1+ 0,. 0035 .1300 ) 3 fnc : h s c tr ưng cho s t ng di n tích ti p xúc trong qúa trình phát nóng, ch n f nc = 3. Ft = 0,275 (kG) ⇒ Ihd = 1135,74. .3 ,0 275 = 1031,59(A) Tính theo công th c th c nghi m 2-36 (TL1) Ihd = K hd . Ftd Trong ó: 1/2 Khd : h s hàn dính , ch n K hd = 2000 A/kG Ft = 0,275 (kG) ⇒ Ihd = 2000. ,0 275 = 1048 (8, A) Ta th y I hdb LT < I hdbd TN .Ch n I hdbd = I hdbd TN = 1048,8A Inm = 10.I m = 10.18 = 180A Vì I nm < I hdbd cho nên ti p im không b hàn dính. i. rung và th i gian rung c a ti p im Khi ti p im óng, th i im b t u ti p xúc s có xung l c va p c khí gi a ti p im ng và ti p im t nh gây ra hi n t ưng rung ti p im. Ti p im ng b b t tr l i v i m t biên nào ó r i l i và ti p t c va p, quá trình này x y ra trong m t kho ng th i gian r i chuy n sang tr ng thái ti p xúc n nh, s rung k t thúc. Qúa trình rung ưc ánh giá b ng l n c a biên rung X m và th i gian rung t m Theo công th c 2-39(TL1.T72) biên rung cho 3 ti p im th ưng m là : 2 m v. do .( 1− K V ) Xm = F.2 tdd Trong ó m : kh i l ưng ph n ng. m =K.I m vi K= 7 (g/A) ⇒ m = 7.18 = 126 (g) =0,126 (kg) vo : t c ti p im t i th i im va p . vo = 0,1 m/s Ngäc V¨n Tó - 18 - TB§-§T1
  19. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp KV : h s va p ph thu c vào tính àn h i c a v t li u. Kv = 0,85 ÷ 0,9 ⇒ ch n K V = 0,9. Ft : l c ép ti p im u. Ft = 0,7.F t =0,7.0,275 = 0,1975 (kg) =1,975 (N) 2 ,0 175 1,0. 1( − )9,0 −5 ⇒ Xm = = .4,4 10 (m) ,1.2 975 Do công t c t có ba ti p im nên rung c a 1 ti p im là X ,0 044 = m = = 0,015 (mm) Xmtd 3 3 Theo công th c 2-40 (TL1.T72) th i gian rung c a ti p im là .2 md v. do 1− KV t m = Ftdd ,0.2 175 .1,0. 1 − 9,0 ⇒ t = = .6,5 10−3 )s( = 5,6 (ms) m ,1 975 Do công t c t có ba ti p im chính cho nên th i gian rung c a m t ti p im là t 6,5 = m = = 1,9 (ms) tmtd 3 3 j. mòn c a ti p im S mòn c a ti p im x y ra trong quá trình óng và quá trình ng t m ch in. Nguyên nhân gây ra s n mòn c a ti p im là n mòn v hoá h c, v c và v in trong ó ch y u là do quá trình mòn in . Kh i l ưng mòn trung bình c a m t c p ti p im cho m t l n óng ngt là: -9 2 2 g + g ng = 10 (K . I d + K ng . I ng )K k Trong ó : Kk : h s không ng u, ánh giá mòn không u c a các ti p im, K k =1,1 ÷ 2,5, ch n K k =1,5 K, K ng : h s mòn khi óng và khi ng t, tra b ng 2-21 (TL1.T79) ta có 2 Kng =K = 0,01 (g/A ) I và I ng : dòng in óng và dòng in ng t. Ngäc V¨n Tó - 19 - TB§-§T1
  20. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp I = 5I m =5.18 = 90 (A) Ing =3.I m = 3.18 = 54 (A) g và g ng : kh i l ưng mòn riêng c a m i m t l n óng và ng t. -9 2 2 -7 ⇒ g + g ng = 10 .(0,01.90 +0,01.54 ).1,5 =1,65.10 ( g) Sau N = 10 6 ln óng ng t, kh i l ưng mòn là : Gm = N.(g + g ng ) = 10 6 . 1,65.10 -7 = 0,165( g) Th tích mòn m t sau m t l n óng c t là G 0,165 V = m = = 0,02(cm3 ) 1lan γ 8,7 Th tích ban u c a ti p im là 2 2 Πd Π.8 3 Vt = .h = 1,. 5 = 75 ,4(mm ) 4 4 Lưng mòn c a ti p im s là : V 20 Vm% = .100 % = .100 % = 26 ,5% Vtd 75 ,4 mòn cho phép c a ti p im là V m % =70 %. Cho nên mòn c a ti p im mà ta thi t k là tho mãn. k. lún, m c a ti p im ☺☺☺ Độ m ở m c a ti p im là kho ng cách gi a ti p im ng và ti p im tnh tr ng thái ng t c a công t c t . m c n ph i l n có th d p t t h quang nhanh chóng, n u m l n thì vi c d p t t h quang s d dàng.Tuy nhiên kho ng cách quá l n s nh h ưng t i kích th ưc c a công t c t . Ta l y m c a ti p im là m=5mm. ☺☺☺ Độ lún lún l c a ti p im là quãng ưng i thêm ưc c a ti p im ng nu không có ti p im t nh c n l i. Ngäc V¨n Tó - 20 - TB§-§T1
  21. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Vi c xác nh lún c a ti p im là c n thi t vì trong quá trình làm vi c ti p im s b n mòn. m b o ti p im v n ti p xúc t t thì c n có m t lún h p lý. Theo cônh th c lí thuy t l= A+ B.I m = 1,5 + 0,02.18 = 1,86 ≈ 2 (mm). III. Mch vòng d n in ph Vi c tính m ch vòng d n in ph t ư ng t v i cách tính vòng d n in chính, v i I m =10A. 9. Thanh d n l. Thanh d n ng • Vt li u và k t c u: gi ng v i thanh d n ng trong m ch vòng d n in chính. • tính toán thanh d n 2 Im.ρθ K. f b = 3 2.n.(n +1).KT .τôd Trong ó Im= 10 (A) n= 7 Kf=1,06 -6 0 KT=7,5.10 (W/ C.mm2) 0 τô=55 C -3 ρθ=0,015.10 (Wmm) ⇒ b= 0,2 (mm) ⇒ a=7.0,2= 1,4 (mm) Ch n ti p im ki u c u v i I m=10(A) ⇒chon ưng kính c a ti p im là d= 5(mm) và chi u cao c a ti p im là h =1,2 (mm). Vy thì ch n a = 6 (mm) ; b = 0,8 (mm) • Mt dòng in : I m 10 2 j = đ = = 2,08 (A / mm ) S 6 0,. 8 Ngäc V¨n Tó - 21 - TB§-§T1
  22. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Vy j < [j] =2 ÷ 4 A/mm 2 ⇒ tho mãn v k t c u m. Thanh d n t nh Tư ng t nh ư m ch vòng d n in chính ta ch n các kích th ưc c a thanh d n t nh là a t = 6 (mm) và b t= 1 (mm). 10. Ti p im • Ch n lo i ti p im c u v i d ng ti p xúc im. • Ch n v t li u ti p im I = 10 A , tra b ng 2-13 (TL1) có th ch n B c kéo ngu i ( CP 999 ) có các thông s k thu t : Tên Ký hiêu Giá tri n v 0 Nhi t nóng ch y θ nc 961 ( C ) T tr ng γ 10,5 g/cm 3 0 -3 2 in tr su t 20 C ρ 20 0,0116.10 Wmm /m 2 c ng HB 30 ÷ 60 kG/cm d n nhi t λ 480 W/m 0C H s d n nhi t in tr α 0,004 1/( 0C ) d • Xác nh kích th ưc ti p im td ưng kính ti p im d t = 5 (mm) , chi u cao ti p im htd ht =1,2 (mm). Tính l c ép ti p im theo công th c th c nghi m 2-17 (TL1) , ta có : Ft = f t.I m Trong ó f t =11 (g/A) ⇒ Ft = 10.11= 110 (g) = 0,11 (kg) = 1,1 (N) Tính in tr ti p xúc theo công th c: K tx Rtx = m ,0( 102 F. td ) -3 Vi K tx = 0,25.10 m = 0,5 -4 ⇒ Rtx = 7,5.10 () Ngäc V¨n Tó - 22 - TB§-§T1
  23. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Tính in áp ti p xúc theo công th c -3 -3 Utx = I m.R tx = 10.0,75.10 = 7,5.10 (V) = 7,5 (mV) lún c a ti p im ưc tính theo công th c l’=A+B.I m=1,5+0,02.10=1,7 (mm) m Vì t ng m và lún c a ti p im ph ph i b ng t ng m và lún ca ti p im chính nên : m’= m + l – l’ =5 + 2 - 1,7 = 5,3 (mm) trong ó m, l là m và lún c a ti p im chính. Ch ơ ng III Tính và d ng c tính c ơ IV. Tính toán lò xo 11. Vt li u làm lò xo Theo ch ư ng I ch ọn k ết c ấu và thi ết k ế s ơ b ộ ta ã ch n lò xo nh và lò xo ép ti p di m là ki u lò xo xo n hình tr . Bây gi ta s ch n c th lo i lò xo là lò xo thép cacbon FOCT 9389 - 60 có các thông s nh ư sau 2 b n gi i h n khi kéo, s k 2650 N/mm 2 Gi i h n àn h i, s 800 N/mm 2 Gi i h n m i cho phép khi un, s u 930 N/mm 2 Gi i h n m i cho phép khi xo n, s x 580 N/mm Module àn h i, E 200.10 3 N/mm 2 Mudule ch ng tr ưt, G 80.10 3 N/mm 2 in tr su t, ρ 0,19 ÷ 0,22 .10 -6 Ωm 12. Lò xo ép ti p im chính Tính toán cho 1 lò xo • ưng kính dây lò xo Theo công th c 4-31 (TL1) , ưng kính dây lò xo là : 8 C.F dlxc = π[σx ] Trong ó Ngäc V¨n Tó - 23 - TB§-§T1
  24. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp F: l c ép ti p im tính cho m t ti p im(1 pha 2 ch ng t). F=2.F tc = 2.2,75 =5,5 (N) C: ch s lò xo, C = 4 ÷16 ⇒ ch n C = 8 [ σx ]: ng su t cho phép. 8.5,5.8 ⇒ dlxc = = ,0 44(mm) π.580 Vy ch n ưng kính dây lò xo là d lxc =0,44 (mm) • ưng kính lò xo Dlxc = C. d lxc = 8.0,44 =3,52 (mm) • S vòng làm vi c 4 d.G lxc f. Wlxc = 3 8Dlxc .∆Flxc Trong ó ∆ F: L c lò xo ph i sinh ra trong on f. ∆ Flxc = F tc - Ftd =2.(2,75 – 0,7.2,75) = 1,65 (N) f: lún c a lò xo flxc = l = 2 (mm) G: Mô un ch ng tr ưt. 80.103 0. ,444 2. ⇒ Wlxc = = 10,41 (vòng) ,3.8 523 ,1. 65 ⇒ ch n W lxc = 11 (vòng) • Bưc lò xo tk = d lxc = 0,44 (mm) f 2 tn = d lxc + = .0 44 + = ,0 62( mm) Wlxc 11 • Chi u dài k t c u lk = d lxc .W lxc = 0,44.11= 4,84 (mm) ln = W lxc .t n + 1,5.d lxc = 11.0,62 + 1,5.0,44 = 7,48 (mm) • ng su t xo n th c t c a lò xo 8FC 8.5,5.8 σ = = = 578,74 (N/mm 2) x πd2 π ,0. 442 Ngäc V¨n Tó - 24 - TB§-§T1
  25. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 2 Vy σx < [ σx] =580 N/mm do ó lò xo ch n tho mãn yêu c u không vưt quá ng su t xo n cho phép. 13. Lò xo ti p im ph Tính toán cho 1 lò xo t ươ ng t ự nh ư tính v ới lò xo ti ếp điểm chính. • ưng kính dây lò xo Theo công th c 4-31 (TL1) , ưng kính dây lò xo là : 8 C.F dlxp = π[σx ] Trong ó F=2.F tp = 2.1,1 =2,2 (N) C = 8 8 2,. 2.8 ⇒ dlxp = = 0,3(mm ) π.580 Vy ch n ưng kính dây lò xo là d lxp =0,3(mm) • ưng kính lò xo Dlxp = C. d lxp = 8.0,3 = 2,4 (mm) • S vòng làm vi c 4 d.G lxp f. Wlxp = 3 8Dlxp .∆Flxp Trong ó ∆ F: L c lò xo ph i sinh ra trong on f lxp . ∆ Flxp = F tc - Ft =2.(1,1 – 0,5.1,1 ) = 1,1 (N) flxp : lún c a lò xo b ng lún c a ti p im ph flxp = l’ = 1,7 (mm) 80 .10 3.0,34 1,. 7 ⇒ Wlxp = = 9,1(vòng) 8 2,. 43 1,. 1 ⇒ ch n W lxp = 10 (vòng) • Bưc lò xo tk = d lxp = 0,3 (mm) f 1,7 tn = d lxp + = 0,3 + = 0,47 ( mm) Wlxp 10 • Chi u dài k t c u Ngäc V¨n Tó - 25 - TB§-§T1
  26. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp lk = d lxp .W lxp = 0,3.10= 3 (mm) ln = W lxp.t n + 1,5.d lxp = 10.0,47 + 1,5.0,3 = 5,15 (mm) • ng su t xo n th c t c a lò xo 8FC 8 11.,. 8 σ = = = 249 (N/mm 2) x πd 2 π 0,. 32 2 Vy σx < [ σx] =580 N/mm do ó lò xo ch n tho mãn yêu c u không vưt quá ng su t xo n cho phép. 14. Lò xo nh • Có hai lò xo nh Lc lò xo nh u ph i th ng ưc kh i l ưng ph n ng và t o ra l c ép ti p im th ưng óng. Fnh = K dt (G + F tct ) Trong ó: Kdt : H s d tr K dt =1,2 ÷1,5 ⇒Ch n K dt =1,2 G: Tr ng l ưng ph n ng. Trong ch ư ng II mạch vòng d ẫn điện ta ã ch n G =1,75 (N) Ftct : L ưc ép ti p im cu i th ưng óng(2 ti p im th ưng óng) Ftct = 2.2.F tp = 2.2.1,1 = 4,4 (N) ⇒ Fnh = 1,2.(1,75 +4,4) = 7,4 (N) Do có hai lò xo nh nên l c lõ xo nh cho m i lò xo : 7,4 Fnh 1= =3,7 (N) 2 Lc lò xo nh cu i Fnhc1 = 5,1( ÷ F)2 nhd1 Vy ta ch n F nhc1 =1,5.F nh 1=1,5.3,7 = 5,55 (N) • ưng kính dây lò xo là : 8 C.F dlxnh = π[σx ] Trong ó F: l c kéo nén cho 1 lò xo F = F nhc1 = 5,55 (N) Ngäc V¨n Tó - 26 - TB§-§T1
  27. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp C: ch s lò xo, ch n C=10 8Fnhc 1.C 8 5,. 55 .10 ⇒ dlxnh = = = 0,5(mm ) π[σ x ] π.580 • ưng kính lò xo Dlxnh = C. d lxnh = 10.0,5= 5 (mm) • S vòng làm vi c 4 d.G lxnh f. Wlxnh = 3 8Dlxnh .∆F1 Trong ó: ∆ F1: L c lò xo ph i sinh ra trong on f ∆ F1=F nhc1 - Fnh 1=5,55 – 3,7 = 1,85 (N) f: lún c a lò xo. f=l+m= 2+5 = 7 (mm) 80 .10 3 0,. 54.7 ⇒ Wlxnh = = 18 ,9 (vòng) ≈19(vòng) 8.53 1,. 85 • Bưc lò xo tk = d lxnh = 0,5 (mm) f 7 tn = d lxnh + = 0,5 + = 0,87 (mm) Wlxnh 19 • Chi u dài k t c u lk = d lxnh .W lxnh = 0,5.19 =9,5 (mm) ln = W lxnh .t n + 1,5.d lxnh = 19.0,87+ 1,5.0,5 = 17,28 (mm) • ng su t xo n th c t c a lò xo 8.F.C 8 5,. 55 .10 2 σx = 2 = 2 = 565 ,3 N/mm Π.dlxnh Π 0,. 5 2 Vy σx < [ σx] =580 N/mm do ó lò xo ch n tho mãn yêu c u không v ưt quá ng su t xo n cho phép. V. c tính c ơ 15. Lp s ơ ng Ta xét công t c t làm vi c trong t ư th b t l i nh t, ó là t ư th b l p ng ưc Ngäc V¨n Tó - 27 - TB§-§T1
  28. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp • Khi n p nh = cn + l + m = 7,05 (mm) • Khi n p hút = cn = 0,05 (mm) 16. Tính toán các l c n. Lc ép ti p im chính Do công t c t có ba pha, m i pha có hai ch ng t nên • Lc ép ti p im cu i Ftc = 2.3.F t = 6.2,75 = 16,5 (N) • Lc ép ti p im u Ft = 0,7.F tc = 0,7.16,5= 11,55 (N) o. Lc ép ti p im ph th ng óng Do 1 ti p im ph có 2 ch ng t và công t c t có 2 ti p im ph nên • Lc ép ti p im cu i Ftct = 2.2.F tp = 4.1,1 = 4,4 (N) • Lc ép ti p im u Ft t = 0,5.F tct = 0,5.4,4 = 2,2 (N) p. Lc ép ti p im ph th ng m Ngäc V¨n Tó - 28 - TB§-§T1
  29. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp • Lc ép ti p im u Ft tm = F tdt = 2,2 (N) • Lc ép ti p im cu i : Ftctm = F tct = 4,4 (N) q. Lc 2 lò xo nh • Lc lò xo nh u Fnh = K dt (G + F tct ) =1,2.(1,75 +4,4) = 7,4 (N) • Lc lò xo nh cu i Fnh c = 1,5.F nh = 11,1 (N) 17. c tính c ơ Ngäc V¨n Tó - 29 - TB§-§T1
  30. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Ch ơ ng IV Ngäc V¨n Tó - 30 - TB§-§T1
  31. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Tính toán và ki m nghi m nam châm in VI. Khái ni m Nam châm in ưc s d ng ngày càng r t r ng rãi mà không m t l nh v c ngành k thu t nào không s d ng nó. Nhi m v ch y u c a nam châm in là b ph n sinh l c th c hi n các chuy n d ch t nh ti n hay chuy n quay ho c sinh l c hãm. Trong m i l nh v c khác nhau thì có nh ng lo i nam châm khác nhau v hình dáng, k t c u, ng d ng. Các qúa trình v t lý x y ra trong nam châm in r t ph c t p, th ưng ưc mô t b ng các ph ư ng trình vi phân tuy n tính. Vì v y vi c tính toán nam châm in th ưng ưc d a theo các công th c g n úng, n gi n sau ó m i ki m nghi m l i theo công th c lý thuy t, d n t i bài toán ti ưu. i v i công t c t , nam châm in là c c u sinh l c th c hi n t nh ti n i v i c c u ch p hành là h th ng các ti p im. VII. Tính toán thi t k nam châm in 18. Xác nh K kc Theo c tính c ta ch n im A là im t i h n ⇒ta A(2,05.10 –3 ;23) Lc in t tính toán là Fttt = K.F th Trong ó K: là h s d tr K = 1,1 ÷1,3 ch n K = 1,1 Fth : l c c t i im A ⇒ Fttt = 1,1. 23 = 25,3 (N) Theo công th c 5-2 (TL1.T188) h s k t c u là Fdttt 25 ,3 1/ 2 K kc = = −3 = 2453 ,6(N / m) δ th 2,05 .10 1/2 Theo b ng 5-2 (TL1.T188) K kccp =630 n 6300 N /m ⇒ Kkc nm trong kho ng cho phép. 19. Ch n v t li u d n t Do là nam châm in xoay chi u nên ta ch n v t li u thép silic ó là thép lá k thu t h p kim t ng c ưng theo b ng 5-3 (TL1-T191) Mã hi u ∃∃∃ 31 Ngäc V¨n Tó - 31 - TB§-§T1
  32. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Lc t ph n kháng HC 0,32 ÷ 0,4 A/cm T c m d ư B dư 0,8 ÷1,2 T T c m bão hoà B 2 T t th m à 250 H/m t th m c c i àmax 6000 ÷ 7000 H/m in tr su t ρ 50.10 -8 Wcm Kh i l ưng riêng γ 7,65 g/cm 3 Thành ph n cacbon 0,025% Tn hao t tr khi bão hoà ,0 15mJ / cm3 T c m lõi thép 0,6 T Chi u dày lá thép 0,5 mm 20. Ch n t c m, h s t rò , h s t c m Ta có B th nm trong kho ng 0,4 ÷ 0,7(T) ⇒ ch n Bth = 0,5 (T) H s t rò ú r = 1,3 ÷ 2 ⇒ ch n ú r = 1,5 H s t t n ú t = 1,2 21. Tính ti t di n lõi m ch t • Fttt trên là c a ba khe h không khí cho nên F 25 ,3 F = dttt = = 12 ,65 N dtttlâi 2 2 Theo công th c 5-8 (TL1.T204) thì Ti t di n lõi c a nam châm in là Fdtttlõi 12 ,65 −4 2 Slâi = 4 2 = 4 2 = 2,54 .10 (m ) 19 ,9.10 .Bδ 19 ,9.10 0,. 5 2 ⇒ Slõi = 254 (mm ) Trong ó S lõi là di n tích c c t gi a màS lõi = a.b 2 ch n b= 0,9.a ⇒ Slõi = 0,9.a S 254 ⇒ a = lõi = = 16 ,8(mm ) 0,9 0,9 Ta ch n a =17 (mm) ⇒b = 0,9a = 0,9.17 = 15,3 (mm) Ly b = 16 (mm) Theo công th c 5-11 (TL1) thì Chi u r ng th c s c a lõi Ngäc V¨n Tó - 32 - TB§-§T1
  33. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp b 16 b' = = =16 ,84 (mm ) ≈17 (mm ) K c 0,95 Trong ó Kc h s ép ch t c a lõi thép. Kc = 0,9 và 0,95, ta ch n K c = 0,95 • S lá thép k thu t in b' 17 N = = = 34 (tm) ∆ 0,5 • Kích th ưc c c t bên khi không có vòng ng n m ch a 17 a’ = = = 8,5(mm ) 2 2 • Kích th ưc c c t bên khi có vòng ng n m ch a’’ =a’ +2 ∆ =8,5 + 2.1,5 =11,5 (mm) Vy ta có c c t bên a’ =11,5 (mm) b =16 (mm) 22. Xác nh kích th c cu n dây • Theo công th c 5-18(TL1.T209). Sc t ng c a cu n dây (IW) t = (IW) nh + (IW) h (A.vòng) Trong ó (IW) nh : s c t ng c a khe h không khí làm vi c khi ph n ng h (IW) h: s c t ng không i khi khe h không khí làm vi c Theo công th c 5-19(TL1.T209) B δ .Σδ nh (IW) nh = µ O Trong ó Σδnh : t ng khe h không khí làm vi c -3 -3 Σδnh = 2. δnh = 2.2,05.10 =4,1.10 (m) .1,4.5,0 10−3 ⇒ (IW) nh = −7 = 1632 (A.vòng) 4.Π.10 Theo công th c 5-20(TL1.T210) Ngäc V¨n Tó - 33 - TB§-§T1
  34. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Bδth .σr .Σδh (IW) h = µO Trong ó σr : h s t rò , σr = 1,5 Σδh : khe h không khí tr ng thái hút Σδh = 2 δcn + δcd + δht =0,2 ÷ 0,5 mm Ch n Σδh = 0,2 .2,0.5,1.5,0 10−3 ⇒ (IW) h= −7 = 120 (Avòng) 4.Π.10 ⇒ (IW) t = 1632 + 120 = 1752 (A.vòng) • Theo công th c 5-21(TL1.T219), ta có h s b i s dòng in (IW)td 1752 KI = = = 14 6, (IW)h 120 ⇒ tho mãn yêu c u K I = 4 ÷ 15 • Theo công th c 5-24 (TL1) , di n tích cu n dây Ku max .(IW)td Scd = Kumin K. qt K. lđ K. I .j Trong ó KUmax : H s tính n in áp ngu n t ng mà NC v n làm vi c . Ch n K umax = 1,1 KUmin : H s tính n in áp ngu n gi m mà NC vn làm vi c . Ch n K umin = 0,85 . Kqt : H s quá t i dòng in ch làm vi c dài h n K qt = 1. J : M t dòng in trong cu n dây ch làm vi c dài h n , th ưng j = 2 ÷ 4 A/mm 2 . Ch n j = 3 A/mm 2 Ngäc V¨n Tó - 34 - TB§-§T1
  35. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Kl : H s l p y cu n dây , K ld = 0,3 ÷ 0,6 . Ch n K l = 0,55 .1,1 1752 2 ⇒ Scd = = 94,1(mm ) ,0 85 ,0.1. 55 .3. 14 6, hcd T di n tích cu n dây, ch n h s hình dáng K hd = = 2 bcd S 94 1, ⇒ b = cd = = ,6 85(mm) ≈ (7 mm) cd 2 2 ⇒ hcd = 2.b cd = 2.7 = 14 (mm) Vy kích th ưc c a cu n dây là bcd =7 mm hcd =14 mm 23. Kích th c m ch t b hn a/2 ∆5 a ∆1 l ∆3 cd ∆ h 2 h ∆ 4 hđ bcd c • B r ng c a s m ch t ccs = bcd + ∆1 + ∆2 + ∆3 + ∆4 + ∆5 Trong ó ch n ∆1 = 0,5 mm khe l p ráp gi a cu n dây và lõi. ∆2 = 1,5 mm b dày khung. ∆3 = 0,5 mm b dày cách in cu n dâytrong cu n dây. Ngäc V¨n Tó - 35 - TB§-§T1
  36. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp ∆4 = 0,5 mm chi u d y lót cách in ngoài cu n dây. ∆5 = 5,0 mm kho ng cách b ngoài n c c t bên. bcd = 7 mm chi u r ng cu n dây. ⇒ ccs = 7+ 0,5 +1,5 +0,5 +0,5 +5 = 15 (mm) • Chi u cao c a s m ch t hcs = h cd + 2 ∆2 + ∆6 Trong ó hcd = 14 mm chi u cao cu n dây ∆6 = 5 mm kho ng cách m t trên cu n dây n n p m ch t ng ⇒ hcs = 14 +2.1,5 +5 = 22 (mm) • Di n tích n p m ch t 2 Sn = 0,6.S lõi = 0,6.254 = 152,4 (mm ) Sn 152 ,4 ⇒ hn = = = 9,53 (mm ) ≈ 10 (mm ) b 16 • Di n tích áy m ch t 2 S = 0,5.S lõi = 0,5.254 = 127 (mm ) Sd 127 ⇒ h = = = ,7 94 (mm ) b 16 Ly h ≈8 mm • Chi u cao m ch t H = h cs + h + h n ⇒ H = 22 + 8 + 10= 40 (mm) VIII. Tính toán ki m nghi m nam châm in 24. Sơ thay th m ch t B qua t tr s t t ( µFe >> µδ ) , ta có m ch t ng tr Ngäc V¨n Tó - 36 - TB§-§T1
  37. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Gδ1= G δ 10 + G δ 1t Gδ2= G δ 20 + G δ 2t Gδ3= G δ 30 + G δ 3t G= G + G δ13 δ 1 δ 3 Ge= G r1 + G r2 Gδ13 .G δ 2 GδΣ = Gδ13+ G δ 2 GΣ = G δΣ + G r Ngäc V¨n Tó - 37 - TB§-§T1
  38. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 25. Tính t dn khe h không khí ☺☺☺ Dùng ph ươ ng pháp phân chia t ừ tr ường để tính t ừ d ẫn qua khe h ở không khí. Ta chia ra làm 17 hình. • Mt kh i hình h p ch nh t v i các c nh a, b và chi u cao δ µ b.a. G = 0 δ0 δ • Hai n a kh i tr c có ưng kính δ, chi u dài a, t d n c a m i hình là G1 = 0,26. µ0.a • Hai n a kh i tr c có ưng kính δ, chi u dài b, t d n c a m i hình là G2 = 0,26. µ0.b • Hai n a tr r ng v i ưng kính trong δ, ưng kính ngoài ( δ + 2m), chi u dài a, t d n m i hình là µ a.2. G = 0 ch n v i m = 0,1. δ 3 δ π.( + )1 m µ a.2. ⇒ G = 0 = ,0 058µ a 3 δ 0 π.( + )1 δ 1,0. • Hai n a tr r ng v i ưng kính trong δ, ưng kính ngoài ( δ + 2m), chi u dài b, t d n m i hình là µ b.2. G = 0 4 δ π.( + )1 m µ .b.2. 10 −3 ⇒ G = 0 = ,0 058.µ b 4 δ 0 π.( + )1 δ 1,0. • Bn hình 1/4 c u c v i ưng kính δ, t d n c a m i hình là G5 = 0,077 µ0.δ • Bn hình 1/4 c u r ng v i ưng kính trong δ. ưng kính ngoài ( δ + 2m), t d n m i hình là µ0 .m µ0 .1,0. δ G6 = = = 0,025. µ0. δ 4 4 Vì t t c các t d n này song song v i nhau nên t d n t ng G δ2 khe h không khí s là t ng c a 17 t d n trên Ngäc V¨n Tó - 38 - TB§-§T1
  39. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Gδ = G 0 + 2.( G 1 + G 2 + G 3 + G 4) +4.( G 5 +G 6) µoab ⇒Gδ = + 2µ ,0( 26a + ,0 26b + ,0 058a + ,0 058 )b + 4µ ,0( 077δ + ,0 025δ) δ o o µoab ⇒Gδ = + ,0 636 a( + )b µ + ,0 408µ δ δ o o T d n khe h không khí c c t gi a G δ2 vi a =17 mm, b= 16 mm µ 17 .16.10 −6 G = o + 0,636 .(17 +16 ).10 −3 µ + 0,408 µ δ δ2 δ o o µ 2,. 72 .10 −4 ⇒ G = o + 0,021 µ + 0,408 µ .δ δ2 δ o o T t n khe h không khí lõi là Gδ2t = 2(G 1 + G 2 +G 3 +G 4 ) +4(G 5 +G 6 ) ⇒ Gδ2t = 0,019 µ0 +0,408 µ0 δ T d n khe h không khí c c t bên G δ1 vi a = 8,5 mm, b = 16 mm 8 5., 16 .10 −6 G = µ + 0,636 (8,5 +16 )µ + 0,408 µ δ δ1 o δ o o µ 1,. 36 .10 −4 ⇒ G = o + 0,0156 µ + 0,408 µ δ δ1 δ o 0 mà G δ3 = G δ1 ⇒ Gδ13 = G δ1 + G δ3 = 2.G δ1 −4 µ o. 2,72 .10 ⇒ Gδ13 = + 0,0312 µ + 0,816 µ δ δ o o T d n t ng c a ba khe h không khí là −8 −5 −4 2 −2 3 4 G δ2 .G δ13 7,4.10 +1,42 .10 .δ + 8,78 .10 .δ + 2,98 .10 .δ + ,0 33 .δ G δΣ = = µ 0 . −4 2 3 G δ2 + G δ13 5,44 .10 .δ + 0,0522 .δ +1,224 .δ ☺☺☺ Từ d ẫn rò a/2 a/2 b c Ngäc V¨n Tó - 39 - TB§-§T1
  40. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Chia lõi c c t làm hai ph n b ng nhau. T d n ưc tính b ng ph ư ng pháp phân chia t tr ưng. Su t t n c a kh i ch nh t c nh 1, b và chi u cao c cs 1.b 16 g0 = µ o = µ o . =1,1µo ccs 15 Hai n a tr c chi u dài 1, ưng kính c cs , m i kh i có su t t d n là g1 = ,0 26µ0 Hai n a tr r ng chi u dài1, ưng kính c cs , mõi kh i có su t t d n là 1.2 a g = µ mà m = 2 o c π( cs + )1 2 m 2.1 ⇒ g =µ = 0,23 µ 2 o 2.15 o π.( +1) 17 Vy su t t d n t ng g r = g 0 +2(g 1 +g 2 ) ⇒ gr = à0 [1+2.(0,26 + 0,23)] = 1,98. à0 Vy t rò qui i là 1 Gr1 = .g r.h cs 3 1 -3 -8 ⇒Gr1 = .1,98. à0.22.10 =1,82.10 (H) 3 Ta l i có G r2 = G r1 nên t ng t rò là –8 -8 Gr = G r1 + G r2 = 2.G r1 = 2.1,82.10 = 3,64.10 (H) ☺☺☺ Từ d ẫn G ∑∑∑ G∑ = G δ∑ + G r o hàm t d n t ng dG (d G + G ) dG dG Σ = δΣ r = δΣ + r dδ dδ dδ dδ dG dG d  G G.  Σ δΣ  δ13 δ2  vì G r = const nên ⇒ = =   dδ dδ dδ  Gδ13 + Gδ2  Ngäc V¨n Tó - 40 - TB§-§T1
  41. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp dG − 4,03 .10 −11 − 7,78 .10 −9.δ −1,39 .10 −6.δ2 −8 5., 10 −5.δ3 − 8 5., 10 −4.δ4 + 0,033 .δ5 + 0,409 .δ6 Σ = .µ dδ (5,44 .10 −4.δ + 0,0522 .δ2 +1,224 .δ3 )2 0 ☺☺☺ Hệ s ố t ừ tản , t ừ rò Φδ2 Gδ2 H s t t n : σσσt = = Φδ20 Gδ20 ΦΣ Φδ2 + Φr Φ r Gr H s t rò : σσσr = = = 1+ = 1+ Φδ2 Φδ2 Φδ2 GδΣ Kt qu tính toán (mm) 0,05 1,05 2,05 3,05 4,05 5,05 6,05 7,05 -6 G2.10 6,86 0,35 0,19 0,14 0,13 0,096 0,086 0,078 -6 G20 .10 6,83 0,32 0,17 0,11 0,08 0,067 0,056 0,048 σt 1,004 1,09 1,12 1,27 1,63 1,43 1,54 1,63 -8 Gr.10 3,64 3,64 3,64 3,64 3,64 3,64 3,64 3,64 -8 G .10 344 18 10 7,3 5,9 5,1 4,8 4,2 σr 1,01 1,2 1,36 1,5 1,62 1,71 1,76 1,87 dG Σ .10−6 60000 134 36 16 8,9 5,6 4 2,9 dδ Nh ư v y t i im t i h n δ = 2,05 mm , h s rò σr = 1,36 mà trên ta ch n σr= 1,5 th a mãn. 26. Tính t thông .K Φδth dGΣ Fdttt 25 ,3 F = . mà F htb = = = 12 ,65 (N) htb 2 2 2 G.2 δΣ dδ Ngäc V¨n Tó - 41 - TB§-§T1
  42. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 2 −8 2 Fhtb 2G δΣ 12 ,65 . 2.(10 .10 ) −4 ⇒ Φδth = = =1,4.10 (Wb) dG 0,25 .36 .10 −6 K. δΣ dδ Vy t c m t i h n là −4 φδtb 1,4.10 Bδth = = −6 = 0,515 (T) Slâi 17 .16 .10 Bδth = 0,515 T trong khi ta ch n B δth = 0,5 T. Nh ư v y sai s là 0,015 T ch p nh n ưc. 27. Tính s vòng dây S vòng dây nam châm in ưc tính theo công th c trang (284 TL1) k U. k. W = u min dm ir ,4 44 .f. φ0tb Trong ó Kir : h s tính n in áp r i trên in tr c a cu n dây , khi ph n ng b hút K IR =0,90 ÷0,96. Ch n K IR = 0,95 Um : in áp nh m c c a cu n dây U m = 220V KUmin : h s tính n s t áp , K Umin = 0,85 f = 50 Hz -4 −4 φ0tb = φth . rth = 1,4.10 .1,36 =19., 10 (Wb) 0,85 .220 0,. 95 W= ≈ 4250 (vòng) 4,44 .50 1 9.,. 10 −4 28. Tính ng kính dây • Ti t di n c a dây d n là K b .h 0,55 .7.14 q = ld cd cd = = 0,013 (mm 2 ) W 4250 • ưng kính dây d n 4q 4 0,. 013 d = = = 0,12 (mm) π π Tra b ng 5-8(TL1) ch n dây có ưng kính khi không có cách in là d = 0,12 mm. Ch n ưng kính dây có c cách in là d = 0,14 mm • Ki m nghi m l i h s l p y c a cu n dây k l W.q 4250 .π 0,. 12 2 K ld = = = 0,49 bcd .h cd 7.14 .4 Ngäc V¨n Tó - 42 - TB§-§T1
  43. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Vy h s l p y c a cu n dây n m trong kho ng cho phép. 29. Tính toán vòng ng n m ch ch ng rung cho ph n ng c a NC do l c p m ch gây nên. ta t vòng ng n m ch hai bên tr bên. St Sn • S vòng ng n m ch W nm = 1 vòng. • Lc hút in t trung bình khe h làm vi c khi không có vòng ng n m ch tr ng thái hút c a ph n ng. 2 4 (φδtb ) Ftbh = 19 .9, 10 S tn Trong ó δtb : T thông trung bình khe h làm vi c khi ph n ng hút ưc φtbh φδtb = .2 σrh σrh : H s t dò khi ph n ng hút ( δ = 0,05 mm) ta có σrh = 1,004. −4 9.,1 10 −5 ⇒ Φ δtb = = 9,46 .10 (Wb) 2 1,. 004 Stn : Di n tích t ng trong và ngoài vòng ng n m ch. 2 Stn =a’.b = 8,5.16 =136 (mm ) −5 2 4 (9,46 .10 ) ⇒ Ftbh = 19 9., 10 . ≈13 (N) 136 .10 −6 • T s f l ca l c in t bé nh t và tr trung bình c a l c in t khi không có vòng ng n m ch. Fmin fl = Ftbh Ngäc V¨n Tó - 43 - TB§-§T1
  44. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 1 1 mà F min = F cq = K .F = 11.,. 33 ,75 = 9,28 (N) 4 dt co max 4 9,28 ⇒ f = = 0,71 1 13 • T s gi a di n tích c c t ngoài và trong vòng ng n m ch S α = n = 0,5 S t • in tr c a vòng ng n m ch ωµ 0S tn f4 1 2 rnm = . 2 . 4 − f1 δh ()f3 1 + 2 2.50 .π.4π.10 −7.136 .10 −6 4 0,. 71 ⇒ r = . 4 − 0,71 2 nm 0,05 .10 −3 ()3 0,. 71 + 2 2 -4 ⇒rnm = 3,34.10 (Ω) • Góc l ch pha ϕ gi a t thông ngoài và t thông trong khi s vòng ng n mch W nm = 1 là : S ωµ . t ω G. 0 δ tgϕ = t = h rnm rnm Trong ó St: Di n tích c c t trong vòng ng n m ch 2 2 St = S = .136 = 90 ,7 (mm 2) 3 tn 3 2.π.50 .4.π.10 −7.90 ,7.10 −6 tg ϕ = = 2,1 ⇒ϕ = 64,5 0 0,05 .10 −3 3,. 34 .10 −4 Góc l ch pha ϕ cho phép t 50 0 n 80 0. Nh ư v y ϕ =64,5 0 là tho mãn lí thuy t. • T thông φt và φn ưc tính nh ư sau α 5,0 Ch n C = = = ,116 cosϕ cos64 5, O T thông trong vòng ng n m ch. −5 φδtb 9,46 .10 −5 φt = = = 5,17 .10 (Wb ) 1+ C2 + 2.C.cosϕ 1+1,16 2 + 2 1,. 16 .cos64 ,5O T thông ngoài vòng ng n m ch. -5 -5 φn = C. φt = 1,16.5,17.10 = 6.10 (Wb) • T c m khe h vùng ngoài vòng ng n m ch Ngäc V¨n Tó - 44 - TB§-§T1
  45. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp φn B n = S n Trong ó Sn: di n tích c c t ngoài vòng ng n m ch 2 Sn = 0,5. S t = 0,5.90,7 = 45,35 (mm ) 6.10 −5 ⇒Bn = =1,323 (T) F c0 max =33,75 N tho mãn yêu cu. • T s gi a l c trung bình và l c bé nh t F 21 ,66 P = tb = = 2,48 Fmin 8,72 ∆ St St b ltb Ngäc V¨n Tó - 45 - TB§-§T1 d
  46. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 30. Tính toán vòng ngn m ch =1,5 mm b=16 mm 2 Di n tích trong vòng ng n m ch: S t= 90,7 mm S 90 ,7 • Cnh d d = t = = 5,7(mm ) b 16 • Chi u dài trung bình c a vòng ng n m ch ltb =2(b+d+ v)=2(16+5,7+2x1.5) = 49,4 (mm) • Khi làm vi c nhi t vòng ng n m ch có th t t i 200-250 0 C. Nên in tr su t c a vòng ng n m ch t i 225 0 C là -3 Vòng ng n m ch ưc làm b ng ng nên có ρ20 = 0,00158.10 (Wmm) −3 −5 ⇒ ρ225 = 0,0158 .10 .(1+ 0,0043 .(225 − 20 )) = 2,97 .10 (Ωmm ) Vy ti t di n vòng ng n m ch −5 ρ225 l tb 2,97 .10 .49 ,4 2 S = = −4 = 4,39 (mm ) rnm 3,34 .10 Vy chi u dày vòng ng n m ch S 4,39 h = = ≈ 2,93 (mm ) ∆ 1,5 • Tn hao trong vòng ng n m ch 2  - 5  2 11., 2.Π.50 .5,17.10  2 ()K u max . φ.ω t   Pnm = I nm rnm = 2 = 2 −4 = 0,66 (W) K u min .2.rnm 0,85 .2 3,. 34 .10 • Dòng in trong vòng ng n m ch 2 Pnm =I nm . r nm P 0,66 ⇒ nm Inm = = 4- ≈ 44 ,45 (A) rnm 3,34 .10 31. Tính toán ki m nghi m cu n dây Ngäc V¨n Tó - 46 - TB§-§T1
  47. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp • Chi u dài trung bình c a cu n dây 2.(a + b) + [2.(a + b) + 2.π.bcd ] ltb = 2 2.(17 +16 ) + [2(17 +1 )6 + 2.π.7] = = 88 (mm) 2 • in tr su t c a ng nhi t phát nóng cho phép θ = 95 0C(c p cách in A) ρ95 = ρ20 [1 + α(θ - 20)] = 1,74.10 -8[1 + 0,0043(95 - 20)] = 2,3.10 -8 (Ωm) in tr c a cu n dây l .W R = ρ tb cd 120 q −3 −8 88.10 .4250 ⇒ Rcd = 2 3., 10 = 760 ,584 ( Ω) 0,12 2 π .10 −6 4 • in kháng c a cu n dây 2 Xcd = W .G . Trong ó G: t d n t ng c a m ch t khi = min = 0,2 mm (có k c khe h -8 ch ng dính)t c khi cu n dây ang làm vi c khi ó G = 87,11.10 -8 -8 -7 G=G + G r=87,11.10 + 3,64.10 =9,75.10 Ngäc V¨n Tó - 47 - TB§-§T1
  48. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 2 -7 ⇒ Xcd = 4250 .9,75.10 .2. é. 50 = 5532,64( W) • Tng tr c a cu n dây 2 2 2 2 Zcd = Rcd + Xcd = (760 ,584 ) + (5532,64) = 5584,67( W) • Dòng in trong cu n dây U 220 Icd = = = 0,039(A) Zcd 5584 ,67 • Công su t tiêu th c a cu n dây 2 2 P = I cd .R cd = (0,039) .760,584 ≈1,16 (W) • Theo công th c Newton , t ng nhi t trong cu n dây b ng : P τ = K T S. tn Trong ó 2 0 KT: H s to nhi t K T = 15 W/m . C (b ng 6-5 TL1) Stn : di n tich t a nhi t Stn = S ngoài = h cd .[2(a + b) + 2. π.b cd ] 2 ⇒ Stn = 14.[2.(17+ 16) + 2. π.7] =1545 (mm ) 1,16 ⇒τ = = 50 ,05 O C 15 .1545 .10 −6 O O θ = θmt +τ = 40 +50,05 = 90,05 C < [ θ]cp = 95 C Vy cu n dây tho mãn v nhi t. 32. Tính và d ng c tính l c in t Theo công th c 4-50 (TL1) , l c hút in t trung bình ưc tính : Φ2 dG dG F = F = 2 .K δ . δΣ vì r = 0 dt htb 2 dδ 2GδΣ dδ Vi ba tr ưng h p U =0,85.U m (K U = 0,85) U = U m (K U = 1) U = 1,1.U m (K U = 1,1) Trong ó Ngäc V¨n Tó - 48 - TB§-§T1
  49. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp K = 0,25 v i F tính b ng Newton φtb φδ = σr KU U. dk k Ø mà Φ tb = ,4 44 .f. W 0,85 .220 0,. 95 −4 KU = 0,85 ⇒ Φ = = 1,88.10 (Wb) tb 4,44 .50 .4250 1.220 0,. 95 −4 KU = 1 ⇒ Φ = = 2,21.10 (Wb) tb 4,44 .50 .4250 11., 220 0,. 95 −4 KU = 1,1 ⇒ Φ = = 2,43.10 (Wb) tb 4,44 .50 .4250 Kt qu tính ưc ta có d(mm) 0,05 1,05 2,05 3,05 4,05 5,05 6,05 7,05 úr 1,01 1,2 1,36 1,5 1,62 1,71 1,76 1,87 -8 G.10 344 18 10 7,3 5,9 5,1 4,8 4,2 dG Σ .10−6 58348 134 36 16 8,9 5,6 4 2,9 dδ -4 1.10 1,61 1,34 1,16 1,07 0,99 0,93 0,89 0,86 -4 2.10 1,89 1,57 1,36 1,25 1,16 1,09 1,04 1,01 -4 3.10 2,08 1,72 1,5 1,37 1,27 1,2 1,14 1,11 Fdt1 59,9 33,2 21,7 14,9 10,6 7,8 6,4 5,2 Fdt2 82,5 45,6 29,7 20,3 14,5 10,6 8,7 6,9 Fdt3 99,9 54,8 36,2 24,4 17,4 12,9 10,4 8,3 Ngäc V¨n Tó - 49 - TB§-§T1
  50. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Hình d ưi ây ta ch v ưng cong bi u di n l c hút in t ng v i K umin = 0,85. T hình v ta th y ưng cong l c hút in t không c t ưng c tính c ⇒ nam châm in t yêu c u. Vì v y ng v i K umin = 1 và 1,1 thì nam châm in c ng s t yêu c u. Ngäc V¨n Tó - 50 - TB§-§T1
  51. 70 Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 60 50 40 30 20 10 1,75 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Ngäc V¨n Tó - 51 - TB§-§T1
  52. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Ch ơ ng V Tính và ki m nghi m bu ng d p h quang IX. Vt li u Nh ư ch ư ng ch ọn k ết c ấu và thi ết k ế s ơ b ộ ta ã ch n bu ng d p h quang ki u dàn d p. Nên sau ây ta s ch n v t li u làm bu ng d p và các t m d p 33. Vt li u làm v bu ng d p h quang i v i v t li u làm v bu ng d p h quang ph i m b o các yêu c u sau • Tính ch u nhi t cao. • m b o tính cách in và ch ng m. • Nhám b m t bên trong thành bu ng d p. m b o các yêu c u trên ta ch n v t li u làm v bu ng d p h quang Xim ng Ami ng có Ký hi u: OCT 8697-58 34. Vt li u làm các t m d p Th ưng ưc làm b ng thép ít cacbon, các t m úc b ng khuôn m m t l p ng b o v ch ng r X. Tính toán và ki m nghi m • Ch n kho ng cách gi a các t m d p là t= 2,5 mm, b dày c a t m d p là t= 1 (mm). • Giá tr biên c a in áp ph c h i theo công th c ( 3-26 TL1) Ngäc V¨n Tó - 52 - TB§-§T1
  53. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp .1,1 U.2 dm Uphmax =U ng tmax = K. .sinϕ 3 sd Trong ó Udm : in áp nh m c c a l ưi U dm =440 V : góc l ch pha gi a dòng in và in áp sin ϕ= 0,6 Ksd : h s s , vì bu ng d p h quang này tính cho m i m t ti p im chính nên K sd = 0,865 1,1. .2 440 ⇒ Uphmax =U ng tmax = 0,. 865 0,. 6=205 (V) 3 • Tn s dao ng riêng c a m ch ng t theo công th c ( 3-30 TL1) 3 380 4 f0= .(A + P.B dm ) U dm Trong ó Pdm : công su t nh m c c a ng c Pdm = U.3 dm I dm .cosϕ ⇒ Pdm = 3.440 .18 0,. 8 =13717 ,8(W) =13 ,717 (KW ) A=15000 B=3000 380 3 ⇒ f = .(15000 + 3000 .13 ,717 4 ) = 31421 ,55 (Hz ) 0 440 • Tc t ng trung bình c a in áp ph c h i theo công th c ( 3-27 TL1) dU ph = K.2 bd 0 U.f. nguån dt Trong ó Kbd : h s biên U ph max 205 Kbd = = = 0,47 U nguån 440 dU ⇒ ph = 2 0,. 47 .31421 ,55 .440 = 13.10 6 d t • b n in ph c h i 0 U ph = U ph + Kt t. Trong ó Ngäc V¨n Tó - 53 - TB§-§T1
  54. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 0 U ph : b n in ph c h i ban u th i im dòng in xoay chi u qua tr s không 0 0 U ph = U t n − 6,0 = (72 + 0,72. t ). n − 6,0 vi n=2 là s ch ng t ⇒ 0 U ph = (72 + ,0 72 5,2. ). 2 − 6,0 = 87,32(V) Kt: t c t ng b n ph c h i 0 Kt=K t . n − 6,0 2 6 0 [820 + δt ( Ing − 7,5 )]. ∆t .10 Vi K t = .2 I ng .(40 + T − 273) Ing : dòng in ng t I ng =3.I dm = 3.18 = 54 (A) T: nhi t c a t m dàn d p 0 T= 293 + 0,018 .I ng . z = 293 + 0,018 .54 . 200 = 306 ,75 C [820 + 2,52.( 54 − 5,7)]. 1.10 6 ⇒ K 0 = = 1233259 ,25 (V/s) t 2. 54 .(40 + 306 ,75 − 273 ) ⇒ Kt=1233259 ,25 . 2 − 0,6 ≈1459212 (V/s) Vy U ph = 87 ,32 +1459212 .t • Xác nh s t m d p theo quá trình không dao ng ca in áp ph c h i theo công th c (3-54 TL1) 2   K .U   m m  Km U. m − K 2.1- ln   K  n ≥ 6,0 +  2  td  U0 + 0,35.U 0 K.   ph hp m    Trong ó Kdm : h s nh m c Kdm = K.9,0 sd . 1− cosϕ = ,0.9,0 865. 1− 8,0 = ,0 35 2 L.I 3 K. o K = ng t 2 1300 Vi L: in c m m ch ng t U .sin ϕ 440 0,. 6 L = dm = =15 ,56 .10 −3 (H) Ing .ω 54 .2.50 .Π 2 15,56.10 3- .54 3 .1233259 ⇒ K = = 210 ,88 2 1300 0 U hq : in áp h quang c a m t kho ng tr ng Ngäc V¨n Tó - 54 - TB§-§T1
  55. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp 0 U hq = (110 + ,0 003 I. ng ).( 7,0 + ,0 04.δt ) 0 ⇒ U hq = (110 + 0,003 .54 ).(0,7 + 0,04 ,2. 5) = 88,13(V) 2   0,35.440  0,35 .440 − 210 ,88 . -1 ln   210 ,88  ⇒ n ≥ 0,6 +   td  87,32 + 0,35.87,32 0,. 35      ⇒ n td ≥ 2,179 Vy ch n n td = 3 t m • Ki m tra iu ki n x y ra qua trình không dao ng theo công th c (3-53 TL1) 415. ntd − 6,0 f ≥ 2 0 3 I.L ng ⇒ 415 . 3 − 0,6 ⇒ f 0 ≥ 2 f 0 ≥ 2893 15 ,56 .10 −3.54 3 Mà ta có f 0= 31421,55 do o th a mãn iu ki n trên v y quá trình không dao ng. S l ưng t m dàn d p là ndd = n td +3 = 3 + 3 = 6 t m • Th i gian cháy c a h quang t hq = 0,01s • Chi u dài nh nh t c a các t m theo công th c (3-55 TL1) 2 3 lt ≥ ,1 73.δt t. hq . Ing 2 3 ⇒ lt ≥ 1,73 2,. 5 0,. 01 . 54 ⇒ lt ≥ 0,41 (cm) ⇒ ch n l t= 0, 5 cm • Ch m c a các t m có hình ch V. • Các t m cu i n i v i ti p im óng ng t. Ngäc V¨n Tó - 55 - TB§-§T1
  56. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp Ch ơ ng VI Hoàn thi n k t c u XI. Mch vòng d n in 35. Mach vòng d n in chính r. Thanh d n ng • Có ti t di n hình ch nh t. • ưc làm b ng v t li u là đồng kéo ngu ội có ký hi u ML-TB. • Các kích th ưc là a c= 10 mm, b c= 1,2 mm. s. Thanh d n t nh • Có ti t di n hình ch nh t. • Cng ưc làm b ng v t li u là đồng kéo ngu ội có ký hi u ML-TB. • Có các kích th ưc là a tc = 10 mm, b tc = 1,5 mm. • Thanh d n t nh s có hình dáng nh ư sau t n d ng l c in ng tng l c ép ti p im. • Thêm vào ó do in áp gi a hai thanh d n t nh là 440 V nên các thanh dn t nh s ưc t cách nhau 5 mm. t. Ti p im • Dng b c c u, ti p im hình tr . • ưc làm b ng v t li u là kim lo ại g ốm (B ạc-Than chì-Niken) có ký hi u là KMK.A32 • Có các kích th ưc là ưng kính d t= 8 mm, Chi u cao h t= 1,5 mm Ngäc V¨n Tó - 56 - TB§-§T1
  57. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp u. u n i Bu lông 5 b ng thép không d n in và có tr ng 5 36. Mch vòng d n in ph v. Thanh d n ng • Có ti t di n hình ch nh t. • ưc làm b ng v t li u là đồng kéo ngu ội có ký hi u ML-TB. • Các kích th ưc là a p= 6 mm, b p= 0,8 mm. w. Thanh d n t nh • Có ti t di n hình ch nh t. • ưc làm b ng v t li u là đồng kéo ngu ội có ký hi u ML-TB. • Có các kích th ưc là a tp = 6 mm, b tp = 1 mm. x. Ti p im • Dng b c c u, ti p im hình c u. • ưc làm bng v t li u bạc. • Có các kích th ưc là ưng kính d t=5 mm, Chi u cao h t= 1,2 mm. XII. Lò xo ti p im, lò xo nh Lò xo co d ng hình xo n tr ,v t li u ch t o lò xo là Thép các bon ΓΓΓOTC9389-60 1. Lò xo ti p im chính • ưng kính dây lò xo d lxc = 0,44 mm. • ưng kính lò xo D lxc = 3,52 mm. • S vòng W lxc = 11 vòng. 2. Lò xo ti p im ph • ưng kính dây lò xo d lxp = 0,3 mm. • ưng kính lò xo D lxp = 2,4 mm. • S vòng W lxp = 10 vòng. 3. Lò xo nh • ưng kính dây lò xo d lxnh = 0,5 mm. • ưng kính lò xo D lxnh = 5 mm. • S vòng W lxnh = 19 vòng. Ngäc V¨n Tó - 57 - TB§-§T1
  58. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp XIII. Nam châm in 1. M ch t • Vt li u làm m ch t là Thép ∃31. • Kích th ưc lõi a=b’ = 17 mm. • S lá thép k thu t in n= 34 t m. • Chi u dày m t lá thép ∆ = 0,5 mm. • Kích th ưc hai m ch t bên a’=a’’=11,5 mm. • Chi u r ng c a s mch t C cs = 15 mm. • Chi u cao c a s m ch t h cs =22 mm. • Chi u cao n p m ch t h n= 10 mm. • Chi u cao áy m ch t h = 8 mm. • Tng chi u cao m ch t H= 40 mm. 2. Kích th c cu n dây • Chi u r ng cu n dây b cd = 7 mm. • Chi u cao cu n dây h cd = 14 mm. • S vòng dây W = 4250 vòng. • ưng kính dây d = 0,12 mm ( không k cách in) d = 0,14 mm (k cách in) 37. Vòng ng n m ch • Hai vòng ng n m ch t hai c c t bên. • S vòng W nm =1 vòng • B dày c a ti t di n vòng ng n m ch v=1,5 mm. • Chi u cao c a ti t di n vòng ng n m ch h =2,93 mm. • Chi u r ng c a v ng ng n m ch là d = 5,7 mm. 38. Bu ng d p h quang • Vt li u làm v bu ng d p h quang là Xim ng Ami ng có Ký hi u: OCT 8697-58 • Vt li u làm các t m d p là b ng thép ít cacbon, các t m úc b ng khuôn m mt l p ng b o v ch ng r • Chi u dài nh nh t c a t m d p l t= 0,5 (cm) • Ch n kho ng cách gi a các t m d p Ngäc V¨n Tó - 58 - TB§-§T1
  59. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp là t= 2,5 mm, b dày c a t m d p là t= 1 (mm). • Ch m c a các t m có hình ch . XIV. V và các chi ti t khác • V làm b ng v t li u nh a c ng cách in t t. • áy nam châm in có t m t giá ch ng rung c khí trong quá trình óng m n p nam châm in. • Ngoài ra CTT còn nhi u chi ti t ph khác. Ch ơ ng VII Ví d minh h a ng d ng công t c t ơ trên XV. Sơ nguyên lý ây là s nguyên lý óng c t m t ng c có U m = 440 V~ và I m= 18 A v i t i c a ng c là m t b ng truy n s n xu t th ưng xuyên ph i óng c t. Ngäc V¨n Tó - 59 - TB§-§T1
  60. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp óng c t ng c này ta dùng công t c t ã thi t k trên, ngoài ra còn dùng thêm m t r le nhi t b o v qu t i và c u chì b o v ng n m ch. Ngoài ra ta c ng dùng thêm m ch sau ki m tra ho t ng c a ng c XVI. Nguyên t c ho t ng 39. Mch chính iu khi n ng c ơ Khi mu n kh i ng b ng t i thì n nút , cu n dây CD c a công t c có in, các ti p im chính K 1, K 2, K 3 ca công t c t óng l i, ng c in ưc cp in và s quay. ng th i ti p im ph K 0 ca công t c t óng l i duy trì in cho cu n dây khi th nút n ra, v a có tác d ng b o v im không tc ng n ng a tình tr ng ng c t kh i ng khi in áp l ưi ph c h i sau khi mt in ho c in áp s t quá th p. Khi mu n d ng b ng t i n nút N, cu n dây ca công t c t m t in, các ti p im, các ti p im K 1, K 2, K 3 m ra c t in vào cu n dây, ng c d ng l i, b ng t i c ng d ng l i. 40. Mch ki m tra Khi c p in cho ng c thì ti p im ph th ưng m c a công t c t óng li làm cho èn b t sáng báo cho công nhân v n hành bi t r ng ng c ã ho t ng. Còn khi ng t in c p vào ng c thì ti p im ph th ưng óng ca ng c s óng vào và èn xanh b t sáng báo cho công nhân v n hành bi t rng ng c ã ng ng ho t ng Ngäc V¨n Tó - 60 - TB§-§T1
  61. Thi ết k ế công t ắc t ơ Đồ án khí c ụ điện hạ áp TÀI LI U THAM KH O 1.Thi t k khí c in h áp B môn máy in – khí c in, HBK – Hà N i 1987 2.Khí c in, NXB KHKT 2004 TS Ph m V n Ch i TS Bùi Tín H u KS Nguy n Ti n Tôn 3.Khí c in h áp B môn máy in – khí c in, HBK – Hà N i 1976 4.Ph n t t ng Nguy n Ti n Tôn, Ph m V n Ch i, HBK – Hà N i 1984 Ngäc V¨n Tó - 61 - TB§-§T1