thiết kế CONTACTOR xoay chiều, chương 7

Chia sẻ: Nguyen Van Binh Binh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

157
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nam châm điện đ-ợc sử dụng ngày càng rất rộng rãi mà không một lĩnh vực ngành nào không sử dụng nó. Nhiệm vụ chủ yếu của nam châm điện là bộ phận sinh lực để thực hiện các chuyển dịch tịnh tiến hay chuyển quay hoặc sinh lực hãm. Trong mỗi lĩnh vực khác nhau thì có những loại nam châm khác nhau về hình dáng, kết cấu, ứng dụng. Các quá trình vật lý xảy ra trong nam châm điện rất phức tạp, thường được mô tả bằng các phương trình vi phân tuyến tính. Vì vậy việc...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: thiết kế CONTACTOR xoay chiều, chương 7

Ch-¬ng 7 Nam ch©m ®iÖn 6.1. Kh¸i niÖm Nam ch©m ®iÖn ®-îc sö dông ngµy cµng rÊt réng r·i mµ kh«ng mét lÜnh vùc ngµnh nµo kh«ng sö dông nã. NhiÖm vô chñ yÕu cña nam ch©m ®iÖn lµ bé phËn sinh lùc ®Ó thùc hiÖn c¸c chuyÓn dÞch tÞnh tiÕn hay chuyÓn quay hoÆc sinh lùc h·m. Trong mçi lÜnh vùc kh¸c nhau th× cã nh÷ng lo¹i nam ch©m kh¸c nhau vÒ h×nh d¸ng, kÕt cÊu, øng dông. C¸c qu¸ tr×nh vËt lý x¶y ra trong nam ch©m ®iÖn rÊt phøc t¹p, th-êng ®-îc m« t¶ b»ng c¸c ph-¬ng tr×nh vi ph©n tuyÕn tÝnh. V× vËy viÖc tÝnh tãan nam ch©m ®iÖn th-êng ®-îc dùa theo c¸c c«ng thøc gÇn ®óng, ®¬n gi¶n sau ®ã míi kiÓm nghiÖm l¹i theo c«ng thøc lý thuyÕt, dÉn tíi bµi to¸n tèi -u. §èi víi c«ng t¾c t¬, nam ch©m ®iÖn lµ c¬ cÊu sinh lùc ®Ó thùc hiÖn tÞnh tiÕn ®èi víi c¬ cÊu chÊp hµnh lµ hÖ thèng c¸c tiÕp ®iÓm. 6.2. TÝnh tãan kÝch th-íc nam ch©m ®iÖn 6.2.1. C¸c sè liÖu ban ®Çu a/ D¹ng kÕt cÊu Víi c«ng t¾c t¬ xoay chiÒu ba pha th× th-êng chän nam ch©m ®iÖn cã kÕt cÊu ch÷ E hót th¼ng. b/ VËt liÖu: Tra b¶ng 5 -3 (TL1) chän ThÐp l¸ kü thuËt ®iÖn hîp kim t¨ng c-êng 31 (thÐp Silic). Lo¹i thÐp nµy cã lùc tõ ph¶n kh¸ng bÐ nªn tæn hao do tõ trÔ kh«ng ®¸ng kÓ. C¸c th«ng sè kü thuËt cña thÐp 31: Lùc tõ ph¶n kh¸ng HC 0,35 A/cm
Tõ c¶m d- 1,1T Tõ c¶m b·o hßa 2T §é tõ thÈm 250 §é tõ thÈm cùc ®¹i 6,5 §iÖn trë suÊt 50.10-8 .cm Khèi l-îng riªng 7,65 g/cm3 Thµnh phÇn Cacbon 0,025% Tæn hao tõ trÔ khi b·o hßa 0,15 Tõ c¶m lâi thÐp 0,6T ChiÒu dµy l¸ thÐp 0,5 mm c/ Chän tõ c¶m, hÖ sè tõ rß, hÖ sè tõ c¶m Chän ®iÓm tÝnh to¸n lµ K (®iÓm nguy hiÓm), t¹i  = 3 mm Ftt = 23,645 N Chän B = 0,5T Chän hÖ sè tõ rß r = 1,4; hÖ sè tõ t¶n t = 1,2 6.2.2. TÝnh tiÕt diÖn lâi m¹ch tõ - Theo c«ng thøc 5 - 8 (TKKC§AH), tæng diÖn tÝch lâi thÐp m¹ch tõ ®Ó ®¹t ®-îc lùc ®iÖn tõ ë ®iÓm tíi h¹n: k. Ftt; 19 Sl = 9.104.B2 trong ®ã Ftt lùc hót ®iÖn tõ ë ®iÓm tíi h¹n: Ftt = 23,645 N k: hÖ sè dù tr÷, chän k = 1,15 => Sl = Error! = 5,47 . 10-4 m2 = 547 mm2 - DiÖn tÝch lâi cùc tõ gi÷a: Sl2 = Error!= Error!= 273,5 (mm2)
- DiÖn tÝch lâi 2 cùc tõ nh¸nh: Sl1 = Sl3 = Error!= Error!= 13,75 (mm2) H×nh vÏ - §èi víi cùc tõ gi÷a Chän Error!= 1,25 Sl2;1 => a = 25 = Error!  12,32 (mm) §Ó ®¶m b¶o m¹ch ®-îc ®ãng c¾t mét c¸ch nhanh chãng vµ lùc tõ ®ñ m¹nh ta chän: a= 16 mm b= 1,25a = 1,25 . 16  20 (mm) - C¹nh thùc cña lâi thÐp: b' = Error! víi Kc = 0,9 lµ hÖ sè Ðp chÆt c¸c l¸ thÐp 20;0 b' = 9  22 (mm) - Sè l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn: n = Error!= Error! = 44 (tÊm) trong ®ã  = 0,5 mm lµ chiÒu dµy mét l¸ thÐp. - Hai cùc tõ m¹ch nh¸nh chän kÝch th-íc: d= 12 mm b= 20 mm 6.2.3. TÝnh to¸n cuén d©y a/ Søc tõ ®éng cña cuén d©y - (IW)t® = (IW)nh + (IW)h (A. vßng) (CT 5-18) trong ®ã:
 (IW)nh : søc tõ ®én cña khe hë kh«ng khÝ lµm viÖc khi phÇn øng hë.  (IW)h : søc tõ ®éng kh«ng ®æi khi khe hë kh«ng khÝ lµm viÖc - (IW)nh = Error! (CT 5 - 19 TL1) nh - tæng khe hë kh«ng khÝ lµm viÖc nh = 2 . nh = 2.4.10-3 = 8. 10-3 (m) 0 = 1,25.10-6 (H/m) => (IW)nh = Error! = 3200 (A.vßng) - (IW)h = Error! (CT 5 -20 TL 1) r: hÖ sè tõ rß, r = 1,4 h: khe hë kh«ng khÝ ë tr¹ng th¸i hót h = 2cn + cd + ht = 0,2 0,7 mm cn = 0,03  0,1 mm - khe hë c«ng nghÖ, chän cn = 0,05 mm cd = 0,1  0,5 mm - khe hë chèng dÝnh, chän cd = 0,3 mm ht: khe hë gi¶ ®Þnh, chän cd = 0,1 mm => h = 2.0,05 + 0,3 + 0,1 = 0,5 mm (IW)h = Error! = 280 (A.vßng) => (IW)t® = 3200 + 280 = 3480 (A. vßng) - KiÓm tra l¹i, ta cã hÖ sè béi sè dßng ®iÖn: Kt = Error!= Error! 12,43 => tháa m·n yªu cÇu Kt = 4  15 b/ KÝch th-íc cuén d©y H×nh vÏ
- TiÕt diÖn cuén d©y ®-îc x¸c ®Þnh cho tr¹ng th¸i phÇn øng bÞ hót v× khi phÇn øng hë, dßng ®iÖn ch¹y trong cuén d©y lín h¬n nhiÒu lÇn so víi khi phÇn øng bÞ hót vµ thêi gian rÊt ng¾n. V× vËy søc tõ ®éng (IW)t® ®-îc tÝnh ë tr¹ng th¸i hë cña phÇn øng cÇn ph¶i ®-a vÒ tr¹ng th¸i hót cña phÇn øng. - Theo c«ng thøc 5 - 24 (TL1), diÖn tÝch cuén d©y: Scd = Error! trong ®ã: KU max : HÖ sè tÝnh ®Õn ®iÖn ¸p nguån t¨ng mµ NC§ vÉn lµm viÖc. Chän KU max = 1,1. KU min : HÖ sè tÝnh ®Õn ®iÖn ¸p nguån gi¶m mµ NC§ vÉn lµm viÖc. Chän KU min = 0,85. Kqt: HÖ sè qu¸ t¶i dßng ®iÖn ë chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n Kqt = 1 j: MËt ®é dßng ®iÖn trong cuén d©y ë chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n, th-êng j = 2  4 A/mm2. Chän j = 2,5A/mm2. Kl®: HÖ sè lÊp ®Çy cuén d©y, Kl® = 0,3  0,6. Chän Kl® = 0,5. => Scd = Error!  328 (mm2) - Tõ diÖn tÝch cuén d©y, chän hÖ sè h×nh d¸ng Khd = Error! = 3 => bcd = Error!= Error! = 10,46 (mm) hcd = 3. bcd = 3.10,46 = 31,37 (mm) - Sè vßng d©y: KU max.Udm.KIR;4 W= (trang 234 TL1) 44.f.tb trong ®ã: KIR: hÖ sè tÝnh ®Õn ®iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn trë cña cuén d©y khi phÇn øng bÞ hót KIR  1. U®m: ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña cuén d©y, U®m = 380V
KU min: hÖ sè tÝnh ®Õn sôt ¸p, KU min = 0,85 f = 50 Hz tb = r.B.S2 = 1,4.0,5.16.20.10-6 = 2,24.10-4 (Wb) => W = Error!= 6495 (vßng) - TiÕt diÖn d©y quÊn: q = Error! 328.0 => q = 5;6495 = 0,025 (mm2) + §-êng kÝnh d©y: d= Error!= Error!= 0,18 (mm). Chän d = 0,2 mm c/ KÝch th-íc m¹ch tõ H×nh vÏ a = 16 mm ; b = 22 mm Chän 1 = 0,5 mm 2 = 1,5 mm (bÒ dÇy khung d©y) 3 = 0,5 mm (bÒ dÇy c¸ch ®iÖn cuén d©y) 4 = 5,0 mm 5 = 5,0 mm ChiÒu cao lâi m¹ch tõ: h1 = 32 mm ChiÒu réng cuén d©y: bcd = 13 mm ChiÒu cao cuén d©y: hcd = 26 mm ChiÒu réng cöa sæ m¹ch tõ: c = 1 + 2 + 23 + bcd + 4 = 19 mm
DiÖn tÝch n¾p m¹ch tõ: Sn = 0,8 . S1 = 0,8 . 352 = 281,6 mm2 => hn = Error!= Error!= 12,8 mm DiÖn tÝch ®¸y m¹ch tõ: S® = 0,7 S1 = 0,7.352 = 246,4 mm2 => h® = Error!= Error!= 11,2 mm 6.2.4. TÝnh to¸n thö nghiÖm TÝnh c¸c th«ng sè cña m¹ch tõ TÝnh c¸c tõ dÉn, hÖ sè tõ rß, hÖ sè tõ c¶m Bá qua tõ trë s¾t tõ (Fe  ), ta cã m¹ch tõ ®¼ng trÞ. H×nh vÏ a/ Tõ dÉn khe hë kh«ng khÝ Dïng ph-¬ng ph¸p ph©n chia tõ tr-êng ®Ó t×nh tõ dÉn qua khe hë kh«ng khÝ. Ta chia ra lµm 17 h×nh:  Mét h×nh ch÷ nhËt víi c¸c c¹nh a, b vµ chiÒu cao : G0 = Error!= Error! = Error!  Hai h×nh nöa khèi trô ®Æc, ®-êng kÝnh , chiÒu dµi a, tõ dÉn cña mçi h×nh lµ: G1 = 0,26 . 0 . a= 0,26 . 0 . 16 . 10-3 = 4,16.10-3.0  Hai h×nh nöa khèi trô ®Æc, ®-êng kÝnh , chiÒu dµi b, tõ dÉn cña mçi h×nh lµ: G2 = 0,26 . 0 .b = 0,26 . 0 . 20.10-3 = 5,2.10-3 .0
 Hai h×nh nöa trô rçng víi ®-êng kÝnh trong , ®-êng kÝnh ngoµi (+2m), chiÒu dµi a, tõ dÉn mçi h×nh lµ: G3 = Error! chän víi m = 0,1. = Error! = 0,926.10-3 0  Hai h×nh nöa trô rçng víi ®-êng kÝnh trong , ®-êng kÝnh ngoµi (+2m), chiÒu dµi b, tõ dÉn mçi h×nh lµ: G4 = Error! = Error! = 1,16.10-3 0  Bèn h×nh 1/4 cÇu ®Æc víi ®-êng kÝnh , tõ dÉn cña mçi h×nh lµ: G5 = 0,077.0.  Bèn h×nh 1/4 cÇu rçng víi ®-ên kÝnh trong , ®-êng kÝnh ngoµi (+2m), tõ dÉn mçi h×nh lµ: G6 = Error!= Error! = 0,025.0. V× tÊt c¶ c¸c tõ dÉn nµy song song víi nhau nªn tõ dÉn tæng G2 ë khe hë kh«ng khÝ sÏ lµ tæng cña 17 tõ dÉn trªn: G2 = G0 + 2.(G1 + G2 + G3 + G4) + 4.(G5 + G6) = 0 . Error! + 22,89.10-3 + 0,408  T-¬ng tù víi tõ dÉn G1 vµ G3 ta còng tÝnh nh- G2 chia ra lµm 17 h×nh:  Mét h×nh ch÷ nhËt víi c¸c c¹nh d, b vµ chiÒu cao : G0 = Error!=Error! = Error!  Hai h×nh nöa khèi trô ®Æc, ®-êng kÝnh , chiÒu dµu a/2, tõ dÉn cña mçi h×nh lµ:
G1 = 0,26 .0 . d= 0,26.0.12.10-3 = 3,12.10-3.0  Hai h×nh nöa khèi trô ®Æc, ®-êng kÝnh , chiÒu dµi b, tõ dÉn cña mçi h×nh lµ: G2 = 0,26.0.b= 0,26.0.20.10-3 = 5,2.10-3.0  Hai h×nh nöa trô rçng víi ®-êng kÝnh trong , ®-êng kÝnh ngoµi (+2m), chiÒu dµi a/2, tõ dÉn mçi h×nh lµ: G3 = Error! chän víi m = 0,1. = Error! = 0,695.10-3 0  Hai h×nh nöa trô rçng víi ®-êng kÝnh trong , ®-êng kÝnh ngoµi (+2m), chiÒu dµi b, tõ dÉn mçi h×nh lµ: G4 = Error! = Error! = 1,16.10-3 0  Bèn h×nh 1/4 cÇu ®Æc víi ®-êng kÝnh , tõ dÉn cña mçi h×nh lµ: G5 = 0,077.0.  Bèn h×nh 1/4 cÇu rçng víi ®-ên kÝnh trong , ®-êng kÝnh ngoµi (+2m), tõ dÉn mçi h×nh lµ: G6 = Error!= Error! = 0,025.0. => G1 = G3 = G0 + 2.(G1 + G2 + G3 + G4) + 4.(G5 + G6) = 0. Error!+ 20,34.10-3 + 0,408. => G13 = G1 + G3 = 0 . Error!+ 40,68.10-3 + 0,816. VËy tõ dÉn tæng qua khe hë kh«ng khÝ:
G = Error! = 0 Error! Error!= 0Error! b/ Tõ dÉn t¶n Tõ dÉn t¶n ë cùc tõ gi÷a víi khe hë kh«ng khÝ: G2 = 2. (G1 + G2 + G3 + G4) + 4.(G5 + G6) = 0. (22,73.10-3 + 0,408.) c/ Tõ dÉn rß §èi víi m¹ch tõ xoay chiÒu, tõ dÉn rß ®-îc tÝnh theo c«ng thøc: Gr = Error!.gr .hl trong ®ã: gr: suÊt tõ dÉn rß hl: chiÒu cao lâi m¹ch tõ TÝnh suÊt tõ dÉn rß gr? XÐt hl = 1 H×nh vÏ gr bao gåm: - 1 h×nh trô ch÷ nhËt bx1xc - 2 h×nh 1/2 trô trßn ®Æc ®-êng kÝnh c, chiÒu cao l - 2 h×nh 1/2 trô trßn rçng ®-êng kÝnh trong c, ®-êng kÝnh ngoµi (c +a), chiÒu cao l. gr = 0 . Error! + 2. 0.0,026 . l + 2. 0 . Error! = 1,25. 10-6. Error!+ 2.1,25.10-6.0,26 + 2.1,25.10-6. Error! = 2,585.10-6 Gr1 = Gr2 = Error!grhl = Error!.2,585.10-6.26.10-3= 22,4.10-9 Gr = Gr1 + Gr2 = 44,8.10,8290-9
d/ HÖ sè tõ t¶n, tõ rß HÖ sè tõ t¶n: t = Error!= Error!= 1 + Error!= 1 + Error! HÖ sè tõ rß: r = Error!= Error!= 1 + Error!= 1 + Error! KÕt qu¶ tÝnh to¸n  (mm) 0,5 1 2 3 4 5 6 G2 (.10-6) 0,829 0,429 0,230 0,163 0,130 0,111 0,098 G (.10-6) 0,499 0,258 0,138 0,099 0,079 0,065 0,06 Gr (.10-9) 44,8 44,8 44,8 44,8 44,8 44,8 44,8 Gt (.10-8) 2,867 2,89 2,94 2,994 3,05 3,10 3,15 t 1,057 1,112 1,213 1,302 1,386 1,477 1,525 r 1,09 1,17 1,32 1,45 1,567 1,689 1,747 -dG/d (.10-5) 96,1 24 5,97 2,64 1,47 0,93 0,63 Nh- vËy t¹i ®iÓm tíi h¹n  = 3 mm, hÖ sè rß r = 1,45 xÊp xØ víi hÖ sè rß ban ®Çu chän (=1,4), do ®ã ®¹t yªu cÇu. Tõ th«ng m¹ch tõ (tÝnh ë lâi gi÷a): Ku .U; 4  = 44.f.W = Error!= 2,24.10-4 (Wb) Tõ c¶m m¹ch t¹i  = 3 mm lµ:  = r. B.S12 => B = Error!= Error!= 0,48T Gi¸ trÞ tõ c¶m thùc tÕ tÝnh ®-îc gÇn xÊp xØ gi¸ trÞ ban ®Çu chän (=0,5T) do ®ã tháa m·n yªu cÇu.