Расчет токоведущих частей

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………….…3

1. Проектирование токоведущего контура контактора…………………………………….….4

1.1 Расчет токоведущих частей………………………………………………………4

1.2 Расчет коммутационных контактов……………………………………………..6

1.2.1 Определение ширины контакта………………………………………..8

1.2.2 Определение расчетной силы нажатия контактов…………………....8

1.2.3 Определение величины предельного тока…………………………….9

1.2.4 Выбор унифицированной контактной накладки…………………….11

1.2.5 Определение износостойкости контактов………………………..….11

1.3 Проектирование контактных соединений………………………………….….13

1.3.1 Неразборные контактные соединения……………………………….14

1.3.2 Разборные контактные соединения…………………………….…….14

1.4 Разработка эскиза контакта………………………………………………….….14

2. Расчет дугогасительного устройства…………………………………………………….....15

2.1 Выбор системы дугогашения………………………………………………...…15

2.2 Расчет дугогасительных рогов и деионной решетки……………………...…..16

2.3 Выбор конструкции, размеров дугогасительной камеры и расчет электромагнитной дугогасительной системы………...…………………………...17

2.4 Расчет параметров дугогасительной катушки……………………………..….19

2.5 Расчет параметров стального сердечника………………………………..……20

3. Разработка кинематической схемы аппарата, определение угловых и

линейных перемещений……………………..………………………………………………...22

4. Механические характеристики электрических аппаратов……………………………….24

4.1 Определение сил, действующих на притирающую пружину………...….….24

4.2 Расчет приведенных сил, параметров выключающей пружины и построение механической характеристики контактора с пневматическим приводом……….26

5. Расчет пружин………………………………………………………………………………..30

6. Разработка чертежа общего вида и описание конструкции аппарата……………..…….33

Выводы………………………………………………………………………………………….34

Список используемой литературы…………………………………………………………….35

Введение

Среди тяговых электрических аппаратов контактные коммутационные аппараты – контакторы – являются наиболее сложными и ответственными аппаратами электроподвижного состава (ЭПС). Контакторы предназначены для коммутации электрических цепей и служат для управления и регулирования режимами работы тягового электрооборудования ЭПС.

В данном курсовом проекте производим расчет электропневматического контактора.

Конструкции электропневматических контакторов различных типов во многом подобны. Различаются они наличием или отсутствием дугогашения, конструктивным исполнением дугогасительных камер, блокировок и включающих вентилей.

Несмотря на большое разнообразие конструкций электрических аппаратов, проектирование электропневматического контактора будет производится в следующем порядке:

– изучение существующих конструкций тяговых аппаратов. Выбор конструктивной схемы. Компоновка конструкции. Выбор и расчет общей электрической изоляции аппарата. Разработка эскиза общего вида аппарата и определение его основных размеров;

– расчет и проектирование токоведущего контура: проводников; контактных соединений; коммутирующих контактов;

– расчет и проектирование дугогасительных устройств;

– расчет и проектирование механизма, в том числе заданного типа пневматического привода;

– конструктивная разработка деталей и узлов аппарата с соответствующими расчетами;

– оформление графической части проекта: чертеж общего вида контактора, не менее чем в двух проекциях, схемы и графики, иллюстрирующие расчеты и исследования;

– составление расчетно-пояснительной записки.

При проектировании электропневматического контактора широко используем метод последовательных приближений, принцип преемственности конструкции отдельных элементов, сравнение расчетных вариантов.

Проектирование токоведущего контура контактора

Токоведущий контур контактора обычно содержит:

- подвижный и неподвижный контакты;

- контактные накладки;

- катушку дугогашения;

- дугогасительные рога;

- токоподводы;

- гибкие соединения.

При проектировании токоведущего контура рассчитываем параметры его элементов так, чтобы при протекании по ним тока температура их нагрева не превышала предельно-допустимую [1., 1., прилож.3 табл.П.3.1].

Расчет токоведущих частей

Величина номинального тока у контакторов устанавливается для продолжительного (длительного) режима, т.е. I_ном=I_∞=600 A.

Определение размеров поперечного сечения токоведущих частей производится из условия, что в установившемся режиме температура их нагрева θ_к не превысит допустимой θ_доп.

Для шины прямоугольного сечения с размерами a – b (а – толщина, b – ширина) можно определить:

(1.1)

где θ_окр = 40 ºС – расчетная температура окружающей среды;

ρ_о – удельное электрическое сопротивление материала токовода при температуре 0°С, Ом·м [1., прилож.1 табл. П.1]; ρ_о=1,75·10^-8 Ом·м;

α - температурный коэффициент сопротивления материала токовода, 1/°С [1., прилож.1 табл. П.1]; α=0,004 1/°С;

α_то - коэффициент теплоотдачи плоской шины, Вт/(м²·°С); α_то=7 Вт/(м²·°С);

τ_доп - допустимое превышения температуры над температурой окружающей среды,°С [1., прилож.3 табл.П.3.2];

θ_доп= θ_окр+ τ_доп=40+75=115 °С - предельно допустимая температура нагрева для меди.

Задавшись отношением а/b=1/4, определяем толщину - а и ширину - b токоведущего элемента:

(1.2)

Тогда а=b/4=7,6 мм.

b=4·a=30,4 мм.

А также площадь поперечного сечения токовода:

S=a·b (1.3)

S=7,6·30,4=231 мм²

и периметр

Р=2(a+b). (1.4)

Р = 2(7,6+30,4)=76 мм

При конструктивной разработке конкретных токоведущих частей форма поперечного сечения и размеры могут быть изменены, но во всех случаях площадь поперечного сечения и периметр не должны быть меньше найденных по формулам (1.2) и (1.3).