Ch-ơng III
Mạch vòng dẫn điện
3.1. Khái niệm chung
Trong công tắc tơ, mạch vòng dẫn điện là một bộ phận quan trọng, nó
có chức năng dẫn dòng, chuyển đổi và đóng cắt mạch điện. Mạch vòng dẫn
điện do các bộ phận khác nhau về hình dáng kết cấu và kích th-ớc hợp
thành. Đối với công tắc tơ, mạch vòng dẫn điện gồm có các bộ phận chính
nh- sau:
- Thanh dẫn: Gồm thanh dẫn động và thanh dẫn tĩnh. Thanh dẫn có
chức năng truyền tải dòng điện.
- Đầu nối: gồm vít và mối hàn
- Hệ thống tiếp điểm: gồm tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh, có chức
năng đóng ngắt dòng điện.
- Cuộn thổi từ
Do đó nhiệm vụ tính toán thiết kế mạch vòng dẫn điện là phải xác
định các kích th-ớc của các chi tiết trong mạch vòng dẫn điện. Tiết diện và
kích th-ớc của các chi tiết quyết định cơ cấu mạch vòng và cũng nh- quyết
định kích th-ớc của Công tắc tơ xoay chiều 3 pha.
Trình tự thiết kế mạch vòng dẫn điện.
3.2. Mạch vòng dẫn điện chính
3.2.1. Thanh dẫn
Các b-ớc tính toán thanh dẫn:
- Xác định tiết diện và các kích th-ớc của thanh dẫn ở chế độ làm việc
dài hạn và các chế độ làm việc khác.
- Sau khi tính toán kiểm nghiệm lại tiết diện và các kích th-ớc của nó
ở chế độ làm việc dài hạn, chế độ ngắn mạch.
1. Thanh dẫn động
a/ Chọn vật liệu:
Thanh dẫn động gắn với tiếp điểm động, vì vậy nó cần phải có lực ép
đủ để tiếp xúc tốt, độ cứng cao, nhiệt độ nóng chảy t-ơng đối cao, khối
l-ợng nhẹ do đó ta có thể chọn Đồng kéo nguội làm vật liệu cho thanh dẫn


cp
]) 95
0
C
b/ Tính toán thanh dẫn
- Chọn kết cấu thanh dẫn có tiết diện ngang hình chữ nhật với bề rộng
a, bề dầy b.
Theo công thức 2 - 6 (TL1):
b =
3
2. .
2. .( 1). . ô
I Kf
n n KT d



Trong đó:
b
a
b
a
l
- I = 30A: dòng điện định mức
- n: hệ số hình dáng, n = a/b = 5
10, chọn n = 8
- K
f
: hệ số tổn hao phụ đặc tr-ng cho tổn hao bởi hiệu ứng bề mặt và

: điện trở suất của vật liệu ở 20
0
C
: hệ số nhiệt điện trở của vật liệu
: nhiệt độ ổn định của đồng, ở đây ta lấy bằng nhiệt độ phát
nóng cho phép
= [] = 95
0
C.

95
= 0,0174. 10
-3
[1+4,3.10
-3
(95 - 20)] 0,023.10
-3
(.mm)
-

ôđ
: độ tăng nhiệt ổn định

ôđ
= -
mt
với
mt
= 40
0

- Mật độ dòng điện:
j =
Error!=
30
20
= 1,5 A/ mm
2
< [j] = 2 4 A/mm
2
thỏa mãn về kết cấu
- Nhiệt độ thanh dẫn:
Từ công thức 2 -4 (TKKCĐHA) ta có:
S.P =
Error! = Error!

od
=
td
= Error!
với
0
: điện trở suất của đồng kéo nguội ở 0
0
C

0
= Error! = Error! = 0,016.10
-3
(.mm)


Error!= Error!= j
2
nm
. t
nm
= A
nm
- A
d
= A
bn
- A
d
j
nm
= Error!
Trong đó:
I
nm
= I
bn
: dòng điện ngắn mạch hay dòng điện bền nhiệt
t
nm
= t
bn
: thời gian ngắn mạch hay thời gian bền nhiệt
S : tiết diện thanh dẫn động
A
nm

2
s/mm
4
t
nm
j
nm
(A/mm
2
) [j
nm
]
cp
(A/mm
2
)
3s 84,6 94
4s 73,3 82
Vậy mật độ dòng điện của thanh dẫn khi xảy ra ngắn mạch nhỏ hơn
mật độ dòng điện cho phép, nên thanh dẫn có thể chịu đ-ợc ngắn mạch.
Hình dáng của thanh dẫn động:
hình vẽ
2. Thanh dẫn tĩnh
Thanh dẫn tĩnh đ-ợc nối với tiếp điểm tĩnh và gắn với đầu nối. Vì vậy
thanh dẫn tĩnh phải có kích th-ớc lớn hơn thanh dẫn động.
Ta có thể chọn kích th-ớc thanh dẫn tĩnh nh- sau:
a = 10 mm
b = 2 mm
để thuận lợi cho việc dập hồ quang, tận dụng nguồn lực điện động khi
đóng cắt ta chọn đầu tiếp điểm tĩnh hình vòng nh- d-ới đây.