ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế rơle trung gian xoay chiều

Chia sẻ: Mr Yo Ko | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:73

1
342
lượt xem
140
download

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế rơle trung gian xoay chiều

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. Nhu cầu sử dụng điện năng không ngừng gia tăng. Ngày nay cần có nhiều thiết bị điện hiện đại hơn, tinh vi hơn và dễ sử dụng hơn. Khí cụ điện là những thiết bị điện chuyên dùng để đóng ngắt, điều khiển, điều chỉnh, bảo vệ các lưới điện và các thiết bị sử dụng điện năng khác. Do đó khí cụ điện là loại thiết bị không thể thiếu được, khi...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế rơle trung gian xoay chiều

  1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều
  2. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều LỜI NÓI ĐẦU Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. Nhu cầu sử dụng điện năng không ngừng gia tăng. Ngày nay cần có nhiều thiết bị điện hiện đại hơn, tinh vi hơn và dễ sử dụng hơn. Khí cụ điện là những thiết bị điện chuyên dùng để đóng ngắt, điều khiển, điều chỉnh, bảo vệ các lưới điện và các thiết bị sử dụng điện năng khác. Do đó khí cụ điện là loại thiết bị không thể thiếu được, khi sử dụng điện năng trong công nghiệp cũng như trong đời sống. Khi công nghiệp ngày càng phát triển, nhu cầu cuộc sống ngày càng đòi hỏi cao hơn, càng cần thiết phải có các khí cụ điện nhiều về số lượng, tốt về chất lượng và hoàn hảo hơn. Đặc biệt theo xu thế chung, các khí cụ điện hiện đại còn đòi hỏi phải có khả năng tự động hoá. Chính vì vai trò cần thiết của khí cụ điện nên việc nghiên cứu các phương pháp thiết kế, tính toán của khí cụ điện là một nhiệm vụ quan trọng không ngừng được hoàn thiện. Được sự giúp đỡ và hướng dẫn của các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết bị Điện - Khoa Điện, sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Bùi Tín Hữu khoảng thời gian 4 tháng em đã tiến hành thiết kế một loại khí cụ điện mà trong các mạch điều khiển không thể thiếu được. Đó là rơle trung gian xoay chiều. Do thời gian có hạn và còn thiếu kinh nghiệm trong thiết kế, hiểu biết thực tế còn ít nên trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp em còn một số sai sót. Em kính mong nhận được sự thông cảm, chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy cô giáo và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Nguyễn công Luận SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 1
  3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 2
  4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều PHẦN I : CHỌN PHƯƠNG ÁN DẠNG KẾT CẤU. I. Giới thiệu chung về rơle * Rơle trung gian xoay chiều có nhiều loại được sử dụng ở nước ta, do nhiều hãng của nhiều nước sản xuất như: Nga; Đức (SIEMENS); Pháp; Nhật (OMRON, FUJI, NATIONAL); Hàn Quốc (SUNGHO, LG)… Tuy có hình dáng, kích thước cụ thể có khác nhau, nhưng về nguyên lý cấu tạo và các thông số cơ bản đều như nhau. Dựa vào những ưu điểm và dạng kết cấu của các hãng sản xuất, ta chọn dạng kết cấu của rơle như sau: II. Hệ thống tiếp điểm. Tiếp điểm gồm có tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh. Tiếp điểm có dạng hình trụ cầu, tiếp xúc theo hình thức tiếp xúc điểm được gắn lên thanh dẫn theo kiểu bắc cầu. Các tiếp điểm chuyển động theo lực hút điện từ thông qua cần chuyển động điều chỉnh khoảng cách giữa khe hở tiếp điểm chính khoảng cách giữa khe tiếp điểm dễ dàng qua việc điều chỉnh khe hở không khí làm việc của nam chân điện. III. Chọn nam châm điện + Nam châm điện đóng vai trò cơ cấu chuyển động trong rơle, nó quyết định tính năng làm việc và kích thước của Rơle Yêu cầu thiết kế rơ le trung gian với: U = 220V, Iđm = 5A, f = 50 Hz Ta chọn nam chân điện xoay chiều, mạch từ hình chữ U khiểu hút chập và có một khe hở kỹ thuật điện, có một cuộn dây điều khiển và một lò xo nhả chung cho cả nấp hút nam châm điện , không có dây dẫn mềm. Thanh dẫn động cũng chính là lò xo ép tiếp điểm. + Dạng chữ U kiểu hút chập, xét trên thực tế đối với rơle xoay chiều có dòng định mức nhỏ, lực hút điện từ không lớn lắm thường chọn mạch từ kiểu này, đặc tính lực hút gần với đặc tính phản lực, đó mở của tiếp điểm SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 3
  5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều khác với khe hở làm việc đồng thời đơn giản trong tính toán cũng như trong chế tạo… Kết cấu sơ bộ: Hình 1 1. Nắp mạch từ 2. Lõi 3. Cuộn dây nam châm điện 4. Tiếp điểm động và thanh dẫn động 5. Tiếp điểm tĩnh và thanh dẫn tĩnh 6. Cơ cấu truyền động 7. Cần truyền động 8. Lò xo nhả 9. Vòng ngắn mạch 10. ổ trượt của cần truyền động. Nguyên lý làm việc. * Tiếp điểm thường mở khi chưa có tín hiệu điều khiển tiếp điểm ở trạng thái mở (ngắn mạch). SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 4
  6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều Hình 2 * Tiếp điểm thường đóng khi không có tín hiệu điều khiển tiếp điểm ở trạng thái đóng (đóng mạch). Hình 3 Khi đặt điện áp nguồn Unguồn lên cuộn dây của nam châm điện trong cuộn dây sinh ra từ thông φ khép mạch qua mạch từ của nam châm điệm và qua khe hở không khí δ (khe hở lam việc). Từ thông φδ sinh ra lực hút điện từ Fđt tác động lên nắp từ và hút nắp xuống. Nắp chuyển động khi Fđt > Fnhả sẽ làm toàn bộ phần động chuyển động và lúc đó các tiếp điểm thường mở sẽ đóng lại (các tiếp điểm thường đóng sẽ mở ra). Khi cắt nguồn Fđt = 0 nắp bị nhả ro do Fnhả; các tiếp điểm sẽ trở lại trạng thái ban đầu. IV. Khoảng cách cách điện. Khoảng cách cách điện trong khí cụ điện đóng một vai trò khá quan trọng. Nó ảnh hưởng tới kích thước của khí cụ điện và độ tin cậy khi vận hành. Vì vậy việc xác định hợp lý đại lượng này có một ý nghĩa không nhỏ. Khoảng cách cách điện phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố như: điện áp, môi trường làm việc… Việc xác định các khoảng cách cách điện trong khí cụ điện hạ áp thường chọn theo kinh nghiệm. a. Điện áp định mức theo cách điện. Với khí cụ điện điều khiển và phần phối năng lượng hạ áp (Uđm = 220V), tồn tại các tiêu chuẩn, quy định về độ bền cách điện theo điện áp định mức. ở trạng thái khô và sạch của khí cụ điện, nó phải chịu được điện áp thử tần số là 50Hz, thời gian thử một phút. Theo bảng (1 - 1)/ 13 tài liệu 1, ta có. SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 5
  7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều + Điện áp thử nghiệm U = 220V + Điện áp định mức của cách điện: Ucđ = 220V b. Khoảng cách điện giữa các phần tử dẫn điện. Muốn khí cụ điện có độ tin cậy cao thì cần khoảng cách cách điện lớn. Song như vậy lại tăng kích thước và khối lượng của thiết bị. Vì vậy nên chọn theo khoảng cách cách điện tối thiểu theo quy định của công nghiệp điện lực cho các loại khí cụ điện hạ áp thông dụng. ở đây ta xét ở điện áp Uđm = 220 V theo bảng ( 1-2)/14 tài liệu 1 ta chọn khí cụ điện trong mạch điều khiển và tín hiệu, ứng với nó có khoảng cách điện giữa các phần tử dẫn điện, cụ thể là khoảng cách cách điện giữa các thanh dẫn. lcđ = 10mm lc® Hình 4 SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 6
  8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều PHẦN II : TÍNH TOÁN MẠCH VÒNG DẪN ĐIỆN. Mạch vòng dẫn điện là bộ phận khác nhau về hình dáng kết cấu và kích thước hợp thành. Mạch vòng dẫn điện của rơle bao gồm các bộ phận sau: - Thanh dẫn: Thanh dẫn động và tĩnh. - Đầu nối - Hệ thống tiếp điểm: + Giá đỡ tiếp điểm + Tiếp điển động + Tiếp điểm tĩnh I. Thanh dẫn. 1. Xác định kích thước thanh dẫn động. a. Chọn vật liệu. Thanh dẫn đồng cũng đồng thời là lò xo lá dùng để ép tiếp điểm, các tiếp điểm được gắn trên các thanh dẫn. Vật liệu làm thanh dẫn bằng đồng phốt pho bằng cứng, có đặc điểm là vừa dẫn điện tốt vừa có tính đàn hồi cao, thanh dẫn có tiết diện hình chữ nhật, có các thông số kỹ thuật sau (tra bảng của tài liệu 1). Ký hiệu: : Ρ.Οφ 6.5 Nhiệt độ nóng chảy : 10830C Điện trở suất ở 200C : ρ = 0,0177.10-6 (xΩ cm) Hệ số nhiệt điện trở : α = 0,0043 (1/0C) Độ dẫn điện : λ = 393 W/mdeg Nhiệt dung riêng : Cp = 386J/kgdeg Nhiệt lượng nóng chảy : 50,6 J/g Nhiệt lượng bay hơi : 770,0 J/g Modul đàn hồi : E = 100.103N/mm2 Modul trượt : Et = 42.103N/mm2 Độ cứng : HB = 91 kg/mm2 ứng suất uốn cho phép : σu = 186 N/mm2- SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 7
  9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều Giới hạn đàn hồi : σK = 550 N/mm2 Giới hạn đàn hồi : σth = 320 N/mm2 Hệ số nở dài : 17,7.10-6 1/0C Tỷ trọng : γ = 8,9kg/dm3 Nhiệt độ ổn định : [θ] = 950C b. Kết cấu của thanh dẫn động. b a Hình 5 Tiết diện và kích thước các cạnh a,b của các chi tiết thanh dẫn hình chữ nhật được xác định theo công thức (2 - 5)/19 tài liệu 1. I 2 .ρ® .K f ®m b= 3 2n ( n +1) .K t .τ«d a Trong đó: n= = 5 ÷ 12: Hệ số hình dáng. b Chọn n = 12 Iđm = 5A Kf = Kbm . Kg = 1,03 ÷ 1,06 : là hệ số tổn hao phụ đặc trưng cho tổn hao bởi hiệu ứng bề mặt và hiệu ứng gần. Chọn Kf = 1,06 KT: hệ số toả nhiệt không khí theo bảng (6 -5)/300 tài liệu 1 Chọn KT = 9.10-6 [W] mm2 0C τôđ : Độ tăng nhiệt độ ổn định τôđ = [θ] - θ0 = 950C - 400C = 550C Điện trở suất của đồng phốt pho ở nhiệt độ ổn đinh: θôđ = 950C. SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 8
  10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều ρθ = ρ20 [1+ α (θôđ - θ20)] = 0,0177 . 10-3 [ 1 + 0,0043 . 75] = 0,0234 . 10-3 ( Ωmm) 52 .0,0234.10−3.1,06 Vậy: a = 3 = 0,16 ( mm) 1 (12 + 1) .12.9.10−6 .55 Suy ra: a = n . b = 12 . 0,16 = 1,92 mm - Mặt khác ta đã chọn với rơle loại này thì thanh dẫn động cũng chính là lò xo ép tiếp điểm dạng tấm phẳng và kết hợp chọn theo đường kính tiếp điểm và đảm bảo độ bền cơ ứng với dòng điện: Iđm = 5A Theo bảng (2 - 15) / 51 tài liệu 1 + Đường kính tiếp điểm: dtđ = 3 (mm) Ta chọn: b = 0,4 (mm) a = 5 (mm) a, b là chiều rộng và bề dày thanh đẫn động. + Tiết diện thanh dẫn động: Stđ = a . b = 5 . 0,4 = 2 mm2 + Mật độ dòng điện qua thanh dẫn. I ®m 5 Jtđ = = = 2,5 A/mm2 S td 2 Với [Jcp ] = 1,5 ÷ 4 A/mm2 * Ta nhận thấy mật độ dòng qua thanh dẫn thoả mãn điều kiện. - Tính toán nhiệt độ thanh dẫn. Theo công thức: (2 - 4)/18 tài liệu 1, ta có: I ®m .ρ0 .K T + Sp.K T .θmt θôd = θtd = Sp.K T - I 2 .ρ0 .K f .a ®m Với: * S = 2m2: là tiết diện thanh dẫn * p = 2 (a + b) = 2 (5 + 0,4) = 10,8mm là chu vi thanh dẫn. SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 9
  11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều ρ20 0,0177.10 −3 ρ0 = = 1 + α .θ20 (1 + 0, 0043.20 ) = 0,0163 . 10-3 ( Ωmm) 2. Tính toán thanh dẫn động ở chế độ ngắn mạch. Theo công thức ( 6 - 11)/ 321 tài liệu 1 ta có: I 2 .t nm nm = Anm - Ađ = Abn - Ađ S2td A bn - A ® Suy ra: Inm = Ibn = Std . t nm Với: Inm = Ibn: là dòng ngắn mạch - dòng điện bền nhiệt. Abn = Anm: là giá trị hằng số tích phân bền nhiệt và ứng với nhiệt độ ban đầu. Tra đồ thị hình ( 6 - 5)/ 313 tài liệu 1: Với θbn của đồng phốt pho cho phép bằng 3000 thì: Abn = 3,75 . 104 (/A2S/mm4) θôđ = 950 thì Ađ = 1,6 . 104 (/A2S/mm4) 3,75.10 4 - 1,6.10 4 Suy ra: Ibn = 2. t bn * Với các giá trị thời gian khác nhau ta có các giá trị dòng điện và mật độ dòng điện tính toán tương ứng. + tbn = 3s 2,15 → Ibn = 200 = 169,3 (A) 3 I bn 169,3 → Ibn = = = 84,7 (A) S td 2 + tbn = 4s 2,15 → Ibn = 200 = 146,3 (A) 3 SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 10
  12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều 146,3 → Ibn = = 73,15 (A/mm2) 2 + tbn = 10s 2,15 → Ibn = 200 = 92,74(A) 3 92,74 → Ibn = = 46,4 (A/mm2) 2 Theo bảng (6-7)/305 tài liệu 1 ta có các giá trị mật độ dòng điện cho phép đối với đồng ứng với các thời gian trên: 3sec → [Jbn] = 94 (A/mm2) 4 sec → [Jbn] = 82 (A/mm2) 10sec → [Jbn] = 51 (A/mm2) Vậy ta có bảng so sánh mật độ dòng điện như sau: Tbn (s) 3 4 10 [Jbn] (A/mm2) 94 82 51 Jbhtính (A/mm2) 84,7 73,15 46,4 Ta nhận thấy Jbn < [Jbn]cp. Như vậy có thể bảo đảm được giá trị dòng điện ngắn mạch cho phép. 3. Thanh dẫn tĩnh. Để đảm bảo độ dày bắt vít nối và mật độ dòng điện nằm trong khoảng cho phép ta chọn kích thích thanh dẫn tĩnh lớn hơn kích thước thanh dẫn động. Ta chọn: b = 1mm A = 6mm Suy ra: Stdt = a . b = 6.1 = 6mm2 SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 11
  13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều II. Tính toán vít đầu nối. Đầu nối tiếp xúc là phần tử quan trọng của khí cụ điện. Đầu nối có thể chia làm hai phần. + Các đầu cực để nối với dây dẫn bên ngoài. + Và các mối nối các bộ phận bên trong mạch vòng dẫn điện. Ta chọn kết cấu vít đầu nối có đạng mối nối tháo rời được vằng vít. Diện tích bề mặt tiếp xúc được xác định theo công thức. I ®m Stx = a. b = J Đối với thanh dẫn và chi tiết bằng đồng, mật độ dòng điện J có thể lấy bằng 0,31 A/mm2 ứng với dòng điện xoay chiều tần số f = 50Hz dòng định mức nhỏ hơn 200A ( theo tài liệu 1 trang 31) Suy ra: 5 Stx = = 16,13 (mm2) 0,31 Kích thước và số lượng của chi tiết dùng để nối được tính theo số liệu thực nghiệm trong bảng ( 2 = 9)/32 tài liệu1. Với dòng điện Iđm = 5A thì kích thước của vít lò: - Đường kính ren hẹ mét. + Bulông thép: M3 x 18 + Trụ lõi dẫn điện có ren bằng đồng thau: M3 x 18, mối nối tháo rời được. - Lực ép của mối nối tính theo công thức Ftx = ftt . Stx Trong đó: ftt = 100 ÷ 150 (kg/cm2) : lực ép riêng. Chọn ftx = 100 kg/cm2 Suy ra: Ftx = 100. 16,13 . 10-2 = 16,13kg = 161,3 N - Điện trở tiếp xúc của mối nối không bị phát nóng xác định theo công thức dựa vào kết quả thực nghiệm (2 - 25)/59 tài liệu 1. SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 12
  14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều K tx Rtx = ( 0,102.Ftx ) m - m = 0,7 (tiếp xúc mặt) - Ktx = 3,04 .10-3: hệ số kể đến sự ảnh hưởng của vật liệu và trạng thái bề mặt của tiếp điểm giữa (đồng thau - thép) Suy ra: 3,04.10 −3 Rtx = = 0,43.10-3 Ω ( 0,102.161,3) 0,7 - Điện áp rơi trên điện trở tiếp xúc. Utx = Iđm . Rtx = 5. 0,43 . 10-3 Vậy Utx đã nằm trong khoảng cho phép là [Utx] = 2 ÷ 30 mV. III. Xác định kích thước tiếp điểm. 1. Chọn vật liệu tiếp điểm. Với dòng điện Idm = 5A, theo bảng (2 - 13)/44 tài liệu 1. Ta chọn vật liệu làm tiếp điểm là bạc kéo nguội với các thông số kỹ thuật sau: Ký hiệu : CP 999 Tỷ trọng : γ = 10,5 g/dm3 Nhiệt độ nóng chảy : θnc = 9610C Độ dẫn điện : λ = 4,16 w/cm0C Hệ số nhiệt điện trở : 4.10-3 1/0C Điện trở suất ở 200C : ρ20 = 1,59.10-6 (Ωcm) Độ cứng : HB = (30 - 60) kg/mm2 - Kích thước tiếp điểm phụ thuộc vào giá trị của dòng điện định mức. Kết cấu hệ thống tiếp điểm và tần số ngắt của dòng điện. Chọn kích thước tiếp điểm là hình trụ cầu, theo bảng (2 - 15)/51 tài liệu 1. Với Iđm = 5A ta chọn. Đường kính tiếp điểm: d = 3mm SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 13
  15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều Chiều cao tiếp điểm: h = 1,2 mm h d Hình 6 Tiếp điểm động và tĩnh có dạng như nhau Vì tiếp điểm có dạng hình trụ cầu nên khi tiếp xúc có dạng tiếp xúc điểm. 2. Lực ép tiếp điểm. a. Tính theo lý thuyết. Theo công thức (2 - 14) / 53 tài liệu 1 A.π.H B 1 Ftđ = I 2 . . 16.λ ⎡ ®m 2 2 ⎛ Tt® ⎞⎤ ⎢ arcos ⎜ ⎟⎥ ⎣ ⎝ Ttx ⎠⎦ - Ftđ = n. Ftđ1 Vì tiếp xúc cả hai tiếp điểm là tiếp xúc điểm nên n = 1 Suy ra: Ftđ = Ftđ1 Iđm = 5A HB = 91 (kg/mm2): độ cứng vickét của đồng λ = 4,16 (W/cm0C): hệ số dẫn nhiệt A = 2,42.10-8 V2/0C2 : hằng số loren Ftđ1 : gọi là lực nén tại một điểm tiếp xúc Ttd : nhiệt độ thanh dẫn nối tiếp xúc Ftx = Ttđ + ΔT: nhiệt độ tiếp xúc Với ΔT = ( 5 ÷ 10)0K Chọn ΔT = 80K Suy ra: Ttx = Ttd + 80K = (θtd + 273) + 80K SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 14
  16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều = ( 43 + 273) + 8 = 3240K 52.2,42.10 −8.π .91 1 Suy ra: Ftđ = . = 0,002 (N) 16 ( 0,416 ) 2 2 ⎡ ⎛ 316 ⎞ ⎤ ⎢arccos ⎜ 324 ⎟ ⎥ ⎣ ⎝ ⎠⎦ b. Tính lực Ftd theo công thức thực nghiệm. Theo công thức (2 - 17)/56 Tài liệu 1. Ftđ = ftđ . Iđm Với rơle điện từ trung gian xoay chiều có dòng điện định mức: Iđm = 5A và vật liệu tiếp điểm là bạc kéo nguội nên ta có: ftđ = 5 ÷ 10 (G/A) Chọn ftđ = 7 (G/A) Suy ra: Ftđ = 7.5 = 35G = 0,35 (N) * So sánh hai kết quả giữa lý thuyết và thực nghiệm ta có. Ftđ = 0,35 (N) 3. Tính điện trở tiếp xúc Rtx - Theo công thức lý thuyết: ρ§ π.H Bb¹c Rtx = 2 Ft®1 Với ρĐ = ρ20 [1+ α (θ - 20)] = 1,59 . 10-6 [1 + 4.10-3 (95 - 20)] = 2,067 .10-6 (Ωcm) 2, 067.10 −6 3,14.60.10 2 Suy ra: Rtx = = 0,76.10-3 (Ω) 2 0, 035 - Theo công thức thực nghiệm: K tx Rtx = ( 0,102.Ft® ) m Trong đó: - Ktx = 0,06 . 10-3, chọn theo bảng giữa bạc - bạc trang 59 tài liệu 1. - m = 0,5: hệ số dạng bề mặt là tiếp xúc điểm. SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 15
  17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều - Ftđ = 0,35 (N) 0, 06.10 −3 Suy ra: Rtx = = 0,32 . 10-3 (Ω) ( 0,102.0,35 ) 0,5 * So sánh giữa hai kết quả lý thuyết và thực nghiệm ta lấy giá trị. Rtx = 0,76 . 10-3 (Ω) 4. Tính điện áp rơi trên điện trở tiếp xúc của tiếp điểm. Theo công thức (2 - 27)/62 tài liệu 1 Utx = I . Rtx (V) = 5 . 0,76 . 10-3 = 3,8 .10-3 V * So sánh với tiêu chuẩn: [Utx] = 2 ÷ 30mV; Ta thấy Utx tính được đã thoả mãn yêu cầu cho phép 5. Tính nhiệt độ tiếp điểm. Dựa vào sự cân bằng nhiệt trong quá trình phát nóng thanh dẫn, ta tính nhiệt độ tiếp điểm theo công thức (2 - 11)/ 52 tài liệu 1 I 2 .ρθ I 2 .R tx θtđ = θmt + ®m + ®m Sp.K T 2 λ.p.s.K T π.d 2 3,14.32 Với: Stđ = t® = = 7,07 mm2 4 4 ptđ = π. dtđ = 3,14 . 3 = 9,42 mm KT = 9. 10-6 (W/mm2 0C): hệ số toả nhiệt khống chế λ = 0,416 (W/mm0C) Rtx = 0,76 . 10-3 (Ω) 52.2,067.107 52.0,76.107 Suy ra: θtđ = 40 + + 7,07.9,42.9.10 −6 2 0,416.9,42.7,07.9.10 −6 = 410C Theo công thức ( 2 -12)/ 52 tài liệu 1 ( ) 2 2 I .R 2 52 −,76.10 −3 θtx = θtđ + ®m = 41 + tx 8.λ.ρθ 8.0,416.2, 067.10 −7 SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 16
  18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều = 620C * Như vậy: θtx < [θ]cp = 950C là nhiệt độ cho phép đối với thanh dẫn cũng như tiếp điểm. 6. Tính dòng điện hàn dính. - Theo công thức lý thuyết ( 2 - 23) / 66 tài liệu 1 ta có: Ihdbđ = A . fnc . Ft® Trong đó: fnc = 2 ÷ 4: Hệ số đặc trưng cho sự tăng diện tích tiếp xúc trong quá trình phát nóng: chọn fnc = 2 A: là hằng số với từng loại vật liệu tiếp điểm, được tính theo công thức ( 2 - 43) trang 66 tài liệu 1. ⎛ 1 ⎞ 32.λ.θ nc ⎜ 1 + α.θcn ⎟ A= ⎝ 3 ⎠ ⎛ 2 ⎞ π.H B .ρ0 ⎜ 1 + α.θ nc ⎟ ⎝ 3 ⎠ ρ 20 1,59.10 − 6 Với ρ 0 = = = 0,0147 .10-3 ( Ωmm) 1 + α .20 1 + 0, 004.20 θnc = 9610C Suy ra: ⎛ 1 ⎞ 32.0,146.916 ⎜ 1 + .0,004.916 ⎟ A= ⎝ 3 ⎠ = 1720 −3 ⎛ 2 ⎞ 3,14.60.0,0147.10 ⎜ 1 + .0, 004.961 ⎟ ⎝ 3 ⎠ Suy ra: Ihđ = 1720 . 2. 0, 035 = 455,1 (A) So với yêu cầu kỹ thuật . Inm = 10. Iđm = 10. 5 =50 (A) * Như vậy không thể hàn dính được tiếp điểm khi ngắn mạch. - Tính theo công thức thực nghiệm. ( 2 - 36)/67 tài liệu 1 Ihdbđ = Khđ . Ft® (A) SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 17
  19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều Trong đó: Ftđ = 0,035 kg Khđ = 300 (A/kg): hệ số hàn dính xác định theo bảng (2-19)/67 tài liệu 1. Suy ra: Ihdbđ = 900 . 0, 035 = 168,4 (A) * Như vậy với dòng điện ngắn mạch Inm =50A không thể hàn dính tiếp điểm. 7. Tính độ mở và độ lún của tiếp điểm a. Độ mở. Độ mở m của tiếp điểm là 1 khoảng cách giữa tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh ở vị trí ngắt của rơ le. Phải chọn độ mở cần thiết để đảm bảo dập tắt hồ quang nhưng kích thước và khối lượng của cơ cấu truyền động đạt được tiêu chuẩn tối ưu Theo kinh nghiệm: Với dòng điện: Iđm = 5 (A) Điện áp: Uđm = 220 (V) Ta chọn độ mở m = 4 (mm) b. Độ lún. Độ lún l của tiếp điểm là quãng được đi được thêm của tiếp điểm động nếu không có tiếp điểm tĩnh cản lại. Cần thiết phải có độ lún của tiếp điểm để có lực ép tiếp điểm mà trong quá trình làm việc tiếp điểm bị ăn mòn, nhưng vẫn đảm bảo tiếp xúc tốt. Độ lún l được tính theo công thức: l = A + B . Iđm Ta chọn theo kinh nghiệm: A = 1,5 (mm) B = 0,02 (mm) → l = 1,5 + 0,02 . 5 = 1,6 ( mm) SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 18
  20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế rơle trung gian xoay chiều 8. Tính độ rung tiếp điểm. + Ta tính biên độ rung theo công thức (2 - 39)/72 tài liệu 1. Với tiếp điểm là hình trụ cầu. m ® .V®o (1 - K V ) 2 Xm1 = 2.Ft®® Trong đó: - Ftđ đ = ( 0,4 ÷ 0,7) Ftđc = 0,6 . 0,035 = 0,021 kg Là lực ép tiếp điểm ban đầu tại thời điểm va đập. G® - mđ = (KG.S2/m): khối lượng nắp g - Gđ = mc . Iđm ( KG) Theo bảng (2 - 17)/55 tài liệu 1 ta có: Mc = 7.10-3 (KG/A): khối lượng đơn vị → Gđ = 7 . 10-3 . 5 = 35.10-3 KG Vậy: G ® 35.10 −3 mđ = = = 3,57.103 (KG.S2/m) g 9,81 - Vđo : Vận tốc tại thời điểm va đập Chọn Vđo = 0,1 (m/s) - KV = 0,85 ÷ 0,9 Chọn KV = 0,85: hệ số va đập phụ thuộc vào tính đàn hồi của vật liệu 3,57.10 −3.0,12 (1 − 0,85 ) Suy ra: Xm1 = = 0,1275 (mm) 2.0, 021 Vì số tiếp điểm thường mở cửa rơle là 5 nên ta có độ rung tổng: Xm1 0,1275 Xm∑ = = = 0,0255 (mm) 5 5 + Thời gian rung của tiếp điểm theo công thức (2-40)/72 tài liệu 1 SV Nguyễn công Luận - ĐKT - K44 Trang 19

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản