Download miễn phí Đồ án Thiết kế Rơle trung gian điện từ kiểu kín



CHƯƠNG I :LỰA CHỌN KẾT CẤU VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ
I. Giới thiệu chung về Rơ le
Khí cụ điện là những thiết bị , cơ cấu điện dùng để diều khiển các quá trình sản xuất , biến đổi, truyền tải, phân phối năng lượng điện và các dạng năng lượng khác.
Trong các hệ thống điện thì Rơ le có một vị trí hết sức quan trọng , nó dùng để bảo vệ các thiết bị điện hay điều khiển các quá trình sản xuất.
Rơ le là loại khí cụ điện tự động mà đặc tính “vào-ra” có tính chất sau: tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp (đột ngột) khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định
Cùng với sự phát triển và tiến bộ của khoa học kỹ thuật , công nghệ vật liệu và công nghệ chế tạo , rơle được nghiên cứu và chế tạo ra gồm rất nhiều chủng loại , hoạt động theo các nguyên lý khác nhau, có các thông số đặc tính kỹ thuật và lĩnh vực sử dụng khác nhau
Rơ le trung gian được dùng rất nhiều trong các sơ đồ bảo vệ hệ thống điện và các sơ đồ điều khiển tự động. Do có số lượng tiếp điểm lớn , từ 4 đến 6 tiếp điểm , vừa thường đóng và thường mở , nên rơle trung gian dùng để truyền tín hiệu khi khả năng đóng , ngắt và số lượng tiếp điểm của rơle chính không đủ hay để chia tín hiệu từ một rơle chính đến nhiều bộ phận khác của sơ đồ mạch điện điều khiển . Trong các bảng mạch điều khiển dùng linh kiện điện tử rơle trung gian thường được dùng làm phần tử đầu ra để truyền tín hiệu cho bộ phận mạch phía sau, đồng thời cách ly được điện áp khác nhau giữa phần điều khiển (thường là điện áp một chiều , điện áp thấp : 9V, 12V, 24V ) với phần chấp hành thường là điện xoay chiều, điện áp lớn : 220V,380V.
* Yêu cầu chung khi thiết kế .
Đối với Rơle trung gian kiểu kín khi thiết kế phải thoả mãn các yêu cầu cơ bản của một sản phẩm công nghiệp hiện đại như yêu cầu về kỹ thuật , về vận hành, về kinh tế, về công nghệ chế tạo và về lĩnh vực xã hội , đặc trưng của những yêu cầu trên được biểu hiện qua các qui định chuẩn mực , tiêu chuẩn nhà nước hay của ngành và chúng nằm trong nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật.
+ Yêu cầu về kỹ thuật : Đây là yêu cầu quan trọng và quyết định đối với quá trình thiết kế của khí cụ điện . Phải xác định được phương án tối ưu , chính xác hoá kết cấu khối của khí cụ điện, các yêu cầu đó được thể hiện bằng độ bền nhiệt của các chi tiết , bộ phận của khí cụ điện khi chúng làm việc ở chế độ định mức , chế độ sự cố ngắn mạch.
Yêu cầu về kỹ thuật còn phải đảm bảo độ bền cách điện của những chi tiết hay bộ phận cách điện và khoảng cách cách điện khi làm việc với điều kiện khắc nghiệt nhất như trường hợp quá điện áp tức là điện áp lớn nhất , kéo dài thời gian làm việc trong điều kiện môi trường xung quanh không có lợi cho mọi thiết bị điện như mưa , ẩm , bụi.Khi thiết kế về mặt kỹ thuật ta còn phải chú trọng đến độ bền cơ và tính chịu mài mòn của các bộ phận khí cụ điện trong giới hạn số lần thao tác đã thiết kế , thời hạn làm việc ở chế độ định mức và chế dộ sự cố xảy ra.
Phải đảm bảo khả năng đóng cắt ở chế độ định mức và chế độ sự cố , độ bền cách điện của các chi tiết , bộ phận . Khi thiết kế phải tạo khả năng sử dụng triệt để những chi tiết , hình mầu đã chuẩn hoá.
+ Yêu cầu về kinh tế - xã hội :
Cơ sở kinh tế kỹ thuật của các kết cấu mới phải đem lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật cho nền kinh tế quốc dân . Chúng được biều hiện qua các chỉ tiêu định lượng.
+ Yêu cầu về vận hành
Khâu vận hành là khâu có thể coi là giai đoạn cuối của quá trình sản xuất, trong khi vận hành sẽ có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng tới quá trình vận hành như môi trường xung quanh, độ ẩm , nhiệt độ, thời tiết.Khi vận hành phải có độ tin cậy cao để đảm bảo an toàn cho người vận hành , sản xuất.
Phải có tuổi thọ lớn và thời gian sử dụng lâu dài, đơn giản , dễ sửa chữa , thao tác vận hành và thay thế dễ dàng.
+ Thiết kế công nghệ
Trong quá trình thiét kế công nghệ phải dựa vào những hướng dẫn , quy định của bản thiết kế kỹ thuật đã được thông qua kinh nghiệm sản xuất ,những kết quả về nghiên cứu và thử nghiệm . Qua đó tiến hành chính xác kết cấu , nghiên cứu và lập bản vẽ công nghệ cho các chi tiết và bộ phận . Từ đó xác định chính thức hình dáng của vỏ và trang trí mỹ thuật , cách mạ, lớp phủ và chính xác hoá các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-02-20-do_an_thiet_ke_role_trung_gian_dien_tu_kieu_kin.D3XIQyXoKL.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-3006/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

ngắn hạn:
Inh=KI.I=3,3.5=16,5 A
-Mật độ dòng điện ở chế độ ngắn hạn:
-Thời gian làm việc liên tục cho phép ở chế độ ngắn hạn:
c. Kiểm tra thanh dẫn ở chế độ ngắn mạch:
Để thuận tiện cho việc tính toán và kiểm nghiệm ta xét giới hạn cho phép và mật độ dòng bền nhiệt của thanh dẫn ở các thời gian ngắn mạch tnm=1s;tnm=3s;tnm=10s
Mật độ dòng điện khi ngắn mạch và khi ở dòng bền nhiệt được xác định theo công thức:
Tra hình 6_6_ (TK KCĐHA) ta có : Ad=1,4.104 (A2s/mm2)
Abn=3,75.104 (A2s/mm2)
Mật độ dòng điện khi ở tnm=1s:
mặt khác tra bảng 6_7 (TK KCĐHA) ta có J1cp=162 (A/mm2)
Mật độ dòng điện ở tnm=3s
Tra bảng 6_7 ta có : J3cp=94 (A/mm2)
Mật độ dòng điện ở tnm=10s:
Tra bảng 6_7 ta có : J10cp=51 (A/mm2)
Ta được bảng sau:
1 sec
3 sec
10 sec
Jcp (A/mm2)
162
94
51
Jnm (A/mm2)
153,3
88,5
48,5
Vậy thanh dẫn đã chọn thoả mãn các yêu cầu về độ bền điện cũng như đô bên điện và ta sẽ sử dụng làm thanh dẫn của Rơle
B) Tính toán thanh dẫn tĩnh
Thanh dẫn tĩnh ngoài nhiệm vụ dẫn điện còn phải chịu lực cơ học do thanh dẫn động tác động do vậy ta chọn thanh dẫn tĩnh với các kích thước như sau: a=5 mm ; b=1,0 mm . Vì kích thước thanh dẫn như tính toán ở trên đã đảm bảo độ bền điện động cho thanh dẫn nên ta không cần tính toán kiểm nghiệm thanh dẫn tĩnh nữa.
II.Đầu nối
Trị số dòng điện định mức là số liệu ban đầu đế xác định kích thước các đầu nối thường được lấy tương ứng với tiết diện và kích thước của thanh dẫn ,kích thước bề mặt tiếp xúc phải phù hợp với số lượng và kích thước của các chi tiết nối, ví dụ các đường kính ngoài vòng đệm thép đặt dưới vòng đệm vênh kích thước mối nối phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và độ lớn lực ép cần thiết ở chỗ tiếp xúc
Chiều dài phần chống phủ lên nhau của mối nối thường được lấy bằng chiều rộng của thanh dẫn hay chiều rộng mặt phẳng nối của chi tiết nếu phần đó có thể lắp được đủ số bulông hay ốc vít cần thiết
Diện tích bề mặt tiếp xúc được xác định theo công thức :
S = a * b = Idm/J
Đối với thanh dẫn và chi tiết đồng ,mật độ dòng điện có thể lấy bằng 0.31A/mm2 với dòng xơay chiều tần số f = 50 hz .Dòng điện định mức nhỏ hơn 200A
vậy ta có: Stx=5/0.31=16 (mm2)
Lực ép của mối nối được xác định theo công thức :
Ftx=ftx.Stx=100.16.10-2=16 (KG)
Trong đó ftx=100 KG/cm2 là lực ép riêng
Với dòng điện định mức Idm=5A ta chọn mối nối tháo dời và sử dụng loại vít M3 với đường kính d=3mm
Diện tích lỗ vít:
Slv=
Tổng diện tích tiếp xúc của vít:
S=Slv+Stx=7,07+16=23,07 (mm2)=a.b
Chọn a=6mm;b=3,8mm
III.Dây dẫn mềm.
Dây dẫn mềm được chọn phải đảm bảo mật độ dòng điện cho phép , vì dòng điện trong cuộn dây điều khiển nhỏ nên ta có thể chọn dây dẫn mềm có đường kính là 1 mm
IV.Tiếp điểm
Khi có sự tác động của tín hiệu điều khiển thì tiếp điểm luôn thực hiện chức năng đóng ngắt của các khí cụ điện. Mỗi lần như vậy sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền cơ , độ bền nhiệt và độ bền về điện .
*Yêu cầu chính đối với tiếp điểm:
-Khi khí cụ điện làm việc ở chế độ định mức nhiệt độ bề mặt nơi không tiếp xúc phải bé hơn nhiệt độ cho phép, tức là phải nhỏ hơn 950C .Nhiệt độ của vùng tiếp xúc phải bé hơn nhiệt độ biến đổi tinh thể của vật liệu.
-Với dòng điện cho phép (dòng khởi động hay dòng ngắn mạch) tiếp điểm phải chịu được độ bền nhiệt và độ bền điện động.
-Khi làm việc với dòng điện định mức và khi đóng ngắt dòng điện trong giới hạn cho phép , tiếp điểm phải có độ mòn bé nhất.
1.Chọn kết cấu tiếp điểm
Dạng kết cấu của hệ tiếp điểm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố . Khi chọn dạng kết cấu của hệ tiếp điểm phải đảm bảo các tiếp điểm phải có điện trở bé. Do dòng điện bé nên chọn dạng tiếp xúc của tiếp điểm là tiếp xúc điểm.
Kích thước tiếp điểm được xác định theo dòng điện định mức đi qua tiếp điểm: Idm=5A Theo bảng 2_15 (TK KCĐHA) ta chọn tiếp điểm có đường kính d=3mm;chiều cao h=1mm
2.Chọn vật liệu làm tiếp điểm
Để đảm bảo yêu cầu điện trở xuất và điện trở tiếp xúc nhỏ , ít bị ăn mòn, ít bị oxi hoá , khó hàn dính, độ cứng cao. Đặc tính công nghệ tốt phù hợp với nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng, cộng với dòng điện Idm=5A , Theo bảng 2_13 (TK KCĐHA) ta chọn vật liệu làm tiếp điểm là bằng bạc kéo nguội có các thông số kỹ thuật như sau:
Tỷ trọng: 10,5 (g/cm3)
Nhiệt độ nóng chảy: 9610C
Điện trở suất ở 200C: 1,58.10-8 (Wm)
Độ cứng Briven: (30-60) (KG/mm2)
Độ dẫn nhiệt: 4,16 (W/cm0C)
Hệ số nhiệt điện trở: 0,004 (1/0C)
3.Xác định lực ép tiếp điểm
Lực ép tiếp điểm đảm bảo tiếp điểm làm việc bình thường ở chế độ dài hạn , trong chế độ ngắn hạn dòng điện lớn thì lực ép tiếp điểm phải đảm bảo cho tiếp điểm không bị đẩy ra do lực điện động và không bị hàn dính , không bị rung. Tra bảng 2_17 (TK KCĐHA) với Rơle trung gian ta chọn lực ép tiếp điểm là : F1td=25 (g)
4.Xác định điện trở tiếp xúc
Điện trở tiếp xúc của tiếp điểm không bị phát nóng xác định theo công thức dựa vào kết quả thực nghiệm
Trong đó
Ftd , N : lực nén tiếp điểm
m : hệ số dạng bề mặt tiếp xúc
m=0,5 ; tiếp xúc điểm
m= 0,5-0,7 tiếp xúc đường
m= 0,7-1 tiếp xúc mặt
Ktx : hệ số kể đến sự ảnh hưởng của vật liệu và trạng thái bề mặt của tiếp điểm . Với hai tiếp điểm bằng bạc thì theo TK KCĐHA ta chọn Ktx=0,0006
Vậy ta có điện trở tiếp xúc của tiếp điểm khi chưa phát nóng ở 200C
Rtđ = =0,0036 W = 3,6.10-3 (W)
Khi Rơle làm việc thì có dòng điện chạy qua tiếp điểm làm tiếp điểm bị nóng và điện trở tiếp xúc của tiếp điểm tăng lên vì điện trở suất của bạc tăng . Vậy điện trở tiếp xúc cho phép của tiếp điểm khi làm việc ở nhiệt độ ổn định q=950C là :
Rq=95 = Rtđ(1+a(q-q0)) = 3,6.10-3(1+0,0043.(95-20)) =4,374.10-3 (W)
5.Điện áp rơi trên điện trở tiếp xúc của tiếp điểm
Trong trạng thái đóng của tiếp điểm điện áp rơi trên mạch vòng dẫn điện chủ yếu là do điện trở tiếp xúc của các phần đầu nối , điện trở của vật liệu tiếp điểm không đáng kể so với Rtx vì vậy điện áp rơi trên tiếp điểm sẽ bằng:
Utx = I Rtx =5.4.374.10-3 =21,87 , mV
Điện áp này liên quan trực tiếp tới nhiệt độ phát nóng của vùng tiếp xúc qtx . Tra trong TK KCĐHA với tiếp điểm bằng bạc và điện áp tiếp xúc Utx=21.87 mV ta có :qtx =8 0C
Tính nhiệt độ phát nóng của tiếp điểm
Nhiệt độ phát nóng của tiếp điểm được xác định theo công thức:
++
Trong đó : qmt : nhiệt độ của môi trường xung quanh , lấy bằng 40C
l : Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu tiếp điểm
P : Chu vi tiếp điểm, P = 2.1,5.3,14 = 9,42 (mm)
S : Tiết diện bề mặt tiếp điểm , S = 3.14.1,52 = 7,1 (mm2)
Vậy nhiệt độ của tiếp điểm:
qtđ = 40 + +=
= 40 + 1,1 +7,3 = 48,4oC
6.Xác định giá trị dòng điện hàn dính
Khi dòng điện qua tiếp điểm lớn hơn dòng điện định mức Idm (quá tải khởi động , ngắn mạch) nhiệt độ sẽ tăng lên và tiếp điểm bị đẩy do lực điện động dẫn đến khả năng hàn dính . Độ ổn định của tiếp điểm chống đẩy và chống hàn ...

---