Download miễn phí Đồ án Tính toán thiết kế rơ le trung gian điện từ kiểu kín



MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 4
CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU CỦA RƠLE 6
I. Giới thiệu chung về rơ le: 6
I.1. Cấu tạo của Rơle: 6
I.2. Phân loại rơle: 6
I.3. Các yêu cầu khi thiết kế: 7
II. Giới thiệu chung về rơle điện từ. 7
II.1. Tác dụng: 7
II.2. Sơ đồ cấu tạo. 8
II.3. Nguyên lý hoạt động: 8
III. Lựa chọn phương án thiết kế: 8
III.1. Phân tích các mẫu: 8
III.2. Lựa chọn phương án thiết kế : 9
CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM MẠCH VÒNG DẪN ĐIỆN 12
I. Giới thiệu kết cấu mạch vòng dẫn điện 12
II. Thiết kế tính toán thanh dẫn 12
1. Các bước tính toán thanh dẫn. 12
2. Tính toán thanh dẫn động 13
3. Tính toán thanh dẫn tĩnh 19
III. Thiết kế tính toán tiếp điểm. 20
1. Chức năng của tiếp điểm. 20
2. Yêu cầu với các tiếp điểm. 20
3. Chọn vật liệu làm tiếp điểm. 21
4. Tính lực ép tiếp điểm. 22
5. Xác định điện trở tiếp xúc. 22
6. Điện áp rơi trên điện trở tiếp xúc. 22
7. Tính nhiệt độ phát nóng của tiếp điểm. 23
8. Xác định dòng điện hàn dính. 24
9. Độ ăn mòn tiếp điểm. 24
10. Độ mở 26
11. Độ lún 26
IV. Đầu nối 26
V. Dẫy dẫn mềm. 27
CHƯƠNG III: TÍNH VÀ DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ 29
I. Khái niệm 29
II. Sơ đồ động 29
III. Tính toán lò xo tiếp điểm 29
1. Tính chọn vật liệu làm lò xo tiếp điểm 29
2. Tính kích thước lò xo tiếp điểm 30
3. Tính trọng lượng của phần động 31
4. Tính lò xo nhả 32
4.1. Chọn vật liệu làm lò xo nhả 32
4.2. Tính lò xo nhả 32
4.3. Tính toán lực quy đổi 34
IV. Đặc tính cơ 36
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM NAM CHÂM ĐIỆN 37
I. Giới thiệu chung về nam châm điện. 37
II. Chọn và tính toán nam châm điện. 38
A. Chọn kết cấu. 38
B. Chọn vật liệu từ. 39
C. Chọn các thông số cường độ tự cảm, hệ số từ tản và hệ số từ rò. 39
1. Chọn cường độ tự cảm. 39
2. Chọn hệ số từ rò. 40
3. Chọn hệ số từ tản. 40
D. Xác định các kích thước và thông số chủ yếu của nam châm điện. 40
1. Xác định tiết diện lõi thép. 40
2. Xác định kích thước của cuộn dây nam châm điện và nam châm điện. 41
E. Tính toán kiểm nghiệm nam châm điện. 45
1. Vẽ sơ đồ đẳng trị với 0. 45
2. Tính từ dẫn rò: (Gr). 45
3. Xác định từ dẫn của khe hở không khí: G. 47
4. Xác định từ dẫn tổng. 50
5. Xác định từ thông và từ cảm. 52
6. Xác định thông số cuộn dây. 53
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN HỆ SỐ NAM CHÂM ĐIỆN 66
I. Tính và dựng đường đặc tính lựa hút nam châm điện. 66
II. Tính toán gần đúng thời gian tác động và thời gian nhả. 69
CHƯƠNG VI: XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN KẾT CẤU 71
I. Phần làm việc 71
1. Mạch vòng dẫn điện 71
1.1. Thanh dẫn động 71
1.2. Thanh dẫn tĩnh 71
1.3. Vít đầu nối 71
1.4. Dây nối mềm 71
1.5. Hệ thống tiếp điểm 71
2. Nam châm điện 72
2.1. Mạch từ 72
2.2. Cuộn dây 72
2.3. Vòng ngắn mạch 73
II. Phần chân đế 73
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-12-do_an_tinh_toan_thiet_ke_ro_le_trung_gian_dien_tu.eqWKtyq9MB.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-49099/
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:

. Tính nhiệt độ phát nóng của tiếp điểm.
Dựa vào sự cân bằng nhiệt trong quá trình phát nóng của thanh dẫn dài vô hạn, có tiết diện không tương đối. Giả sử một đầu thanh tiếp xúc với thanh dẫn khác và nguồn nhiệt đặt tại nơi tiếp xúc.
Theo công thức 2-11 tài liệu [2] ta có:
Trong đó: - qmt là nhiệt độ môi trường xung quanh: qmt = 400C.
- Iđm là dòng điện định mức, Iđm = 5A.
- S là tiết diện thanh dẫn động. S = 0,025 cm2.
- Ctd là chu vi của thanh dẫn. Ctd = 1,1 cm.
- KT là hệ số toả nhiệt ra, KT = 6.10-4W/cm20C
- Rtx là điện trở tiếp xúc của tiếp điểm Rtx = 0,44. 10-3W.
- rq130 là điện trở suất của vật liệu làm tiếp điểm ở 1300C ta có:
rq130 = r20.[1+a.(q-20)] = 0,0159.10-4[1+0,004.(130 –20)]
= 0,02289 .10-4Wcm.
l là độ dẫn nhiệt, l = 0,416W/mm20C.
Ta có:
= 40 +3,45 + 2,1 = 45,60C
Vậy theo 2-12 tài liệu [2] ta có:
qtđ+
Thay số vào ta được:
Nh­ vậy qtx = 46,240C < [qtx] = 1800C là nhiệt độ dạng tinh thể của vật liệu làm tiếp điểm là bạc.
8. Xác định dòng điện hàn dính.
Khi dòng điện qua tiếp điểm lớn hơn dòng điện định mức Iđm = 5A (xảy ra khi quá tải, ngắn mạch, khởi động) nhiệt độ sẽ tăng lên và tiếp điểm bị đẩy do lực điện động dẫn đến khả năng bị hàn dính. Độ ổn định của tiếp điểm chống đẩy và chống hàn dính, gọi là độ ổn định điện động (độ bền điện động). Độ ổn định nhiệt và độ ổn định điện động là các thông số quan trọng được biểu thị qua trị số dòng điện giới hạn hàn dính Ithhd. Tại trị số đó sự hàn dính của tiếp điểm có thể không xảy ra, nếu cơ cấu có khả năng đủ để ngắt tiếp điểm.
Có hai tiêu chuẩn để đánh giá : Lực cần thiết để tách các tiếp điểm bị hàn dính, trị số tới hạn của dòng điện hàn dính, các trị số này phụ thuộc vào vật liệu làm tiếp điểm, và kết cấu chế độ làm việc của khí cụ điện.
Theo công thức kinh nghiệm ta có thể xác định dòng điện hàn dính bằng công thức 2-36 tài liệu [2].
Ihd = Khd.
Với Ftđ = 0,3N = 3.10-2kG.
Khd là hệ số hàn dính tra theo bảng 2-19 tài liệu [2].
Chọn Khd =1000
Ta có:
Ihd= 1000.=173,2A
So với yêu cầu kỹ thuật ta có dòng điện ngắt mạch Inm là:
Inm =10.Iđm = 10.5 = 50A
Nh­ vậy với dòng điện ngắn mạch là 50A, thì khi ngắn mạch, mạch không thể nào hàn dính được do Iđm = 50A < Inmcp = Ihđ = 173,2A.
9. Độ ăn mòn tiếp điểm.
Sự ăn mòn tiếp điểm xảy ra trong quá trình đóng và ngắt mạch điện.
Sự ăn mòn của tiếp điểm được thể hiện qua việc giảm độ lún của kích thước (chiều cao) của tiếp điểm cũng nh­ giảm khối lượng hay thể tích của tiếp điểm.
Nguyên nhân gây ra sự ăn mòn của tiếp điểm là sự ăn mòn về hoá học, ăn mòn về cơ nhưng chủ yếu là sự ăn mòn về điện gây nên cho tiếp điểm.
TÝnh toán sự ăn mòn của tiếp điểm rất phức tạp và thiếu chính xác, ở đây ta chỉ dùng các công thức gần đúng để tính toán.
Sự ăn mòn của tiếp điểm thể hiện qua thời gian sử dụng ứng với số lần đóng ngắt. Chúng được xác định theo công thức 2-48 tài liệu [2].
Trong đó:
- Vm cm3 là phần thÓ tích của mỗi tiếp điểm cỡ 0,5¸0,75 độ dày (chiều cao) của tiếp điểm khi bị ăn mòn.
- Vđ là thể tích mòn tính cho một lần đóng.
- Vng là thể tích tính cho một lần ngắt.
- gđ là khối lượng mòn riêng cho một lần đóng.
- gng là khối lượng mòn riêng cho một lần ngắt.
- g là khối lượng riêng của vật liệu làm tiếp điểm.
Ta có công thức 2-54 tài liệu [2]:
gđ+ gng =10-9 (KđIđ2 +KngIng2)Kkđ.
Trong đó:
Kđ, Kng (g/A2) là hệ số mòn khi đóng và khi ngắt. Tra trong đồ thị 2-16 tài liệu [2].
Với Ing = Iđ =5A, ta được Kđ = Kng = 0,45g/A2.
Kkđ là hệ số không đồng đều, đánh giá độ mòn không đều của các tiếp điểm. Với khí cụ điện xoay chiều Kkđ = (1,1ữ 2,5).ở đây ta chọn Kkđ =1,1 lần độ mòn đều của tiếp điểm.
Nh­ vậy ta có:
gđ + gng = 10-9. (0,45.102 + 0,45.102).1,1=0,99.10-7g.
Vậy Vđ + Vng = (gđ + gng)/g ==0,0943.10-7g
Thể tích cuả đôi cặp tiếp điểm là:
= 12,56mm3
Do đó:
Ta thấy N = 1,33.106 > Nđiện = 106 . Nên kích thước và tính toán lựa chọn thỏa mãn độ bền điện.
Vậy thể tích bị ăn mòn trong qúa trình làm việc là:
Vm = Nđiện . (Vđ + Vng) = 106.0,094.10-7 = 9,4.10-3 cm3
Ta có diện tích của cặp tiếp điểm là:
Vậy độ ăn mòn của tiếp điểm là:
Với chiều cao h = 1mm, ta có hm/h = nằm trong phạm vi 0,5¸0,75 nên kết cấu lựa chọn thỏa mãn.
10. Độ mở
Độ mở m của tiếp điểm là khoảng cách giữa tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh ở trạng thái ngắt của rơ le.
Độ mở cần thiết phải đủ lớn để có khả năng rập hồ quang, song nó không được lớn quá ảnh hưởng tới kích thước của rơ le.
Theo kinh nghiệm, 1mm có thể chịu được 3000V vì vậy ta chọn độ mở của rơ le cần thiết là 3mm.
11. Độ lún
Độ lún của tiếp điểm là quãng đường đi thêm được của tiếp điểm động nếu không có tiếp điểm tĩnh cản lại. Cần thiết phải có độ lún của tiếp điểm để có lực Ðp và trong qúa trình làm việc tiếp điểm bị ăn mòn nhưng vẫn đảm bảo tiếp xúc.
Vì vậy phải chọn độ lún của tiếp điểm lớn hơn độ ăn mòn của tiếp điểm mới có thể đảm bảo tiếp xúc tốt.
l = (1,5 ¸2).hm = 1,6.0,748 = 1,2mm
Nh­ vậy tiếp điểm đi được trong một hành trình là:
d= 3 + 1,2 = 4,2mm
IV. Đầu nối
Đầu nối tiếp xúc là phần tử rất quan trọng của khí cụ điện, nếu không chú ý dễ bị hư hỏng nặng trong vận hành nhất là với khí cụ điện có dòng điện lớn và điện áp cao. Có thể chia làm hai phần.
Các đầu cực để nối với dây dẫn ngoài.
Mối nối các bộ phận bên trong mạch vòng dẫn điện.
Yêu cầu đối với các mối nối ở chế độ làm việc dài hạn với dòng điện định mức không được tăng quá trị số cho phép, do đó mối nối phải có kích thước và lực Ðp tiếp xúc để điện trở tiếp xúc Rtx không lớn, Ýt tổn hao công suất.
Mối nối tiếp xúc cần có đủ độ bền cơ và độ bền nhiệt khi có dòng ngắn mạch chạy qua.
Lực Ðp điện trở tiếp xúc, năng lượng tổn hao và nhiệt độ phải ổn định, khi khí cụ điện vận hành liên tục.
Chọn kết cấu mối nối có thể tháo rời được , dây dẫn được nối với đầu nối thông qua mối hàn có tráng thiếc thanh dẫn động hay thanh dẫn tĩnh. Ngoài ra phần đầu nối phải bố trí hợp lý để không gây ảnh hưởng tới yếu tố xung quanh.
Với dòng điện I = 5A ta chọn mối nối tháo rời, và sử dụng loại vít M2 bằng thép CT3 vậy có thể lấy d = 3mm.
Tiết diện của lỗ vít:
Với dòng điện định mức Iđm = 5A, tra trang 31 tài liệu [2] mật độ dòng điện phần tiếp xúc đầu nối lấy J = 0,31A/mm2, tiết diện của bề mặt tiếp xúc được xác định theo công thức:
Tổng diện tích tiếp xúc của vít:
S = Stx + Slv = 7,065 + 16,13 = 23,19mm2.
Chọn chiều rộng của phần bắt bu lông là 4mm.
Chiều dài của phần bắt bulông xấp xỉ 6mm.
Lực Ðp được tính theo công thức:
Ftx =100.16,13.10-2=16,13kG = 161,3N.
V. Dẫy dẫn mềm.
Để xác định đường kính dây dẫn mềm, do chênh nhiệt ta có công thức:
Do đó:
Trong đó :
- d là đường kính dây dẫn mềm. Chọn d =2(mm).
- I là dòng điện định mức Iđm =5A.
- S là diện tích của dây dẫn:
- J là mật độ dòng điện qua dây dẫn:
j < [j] = [2¸4]A/mm thoả mãn thiết kế.
- ...

---