›

Đồ án Thiết kế công tắc tơ

pdf 61 trang yendo 5010
Download
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