Расчет электропневматического контактора

                                ,

Сила давления воздуха:

                                         ,

где: = 0,75 – минимальное рабочее давление сжатого воздуха, составляющее 75% от номинального давления  Па.

                                         Па

                         .

 Прировняем получившиеся уравнения  и получим:

 

                                           294375 *=12500 *+3,6 * 114.28

 

          Д=

 

                                            м

                                                         м

3.5. Расчет силы давления воздуха  на поршень  при минимальном рабочем давлении.

 

3.6. Расчет силы трения поршня .

 

3.7. Расчет силы отключающей пружины  в сжатом состоянии .    

                                                        ,

  где:     - вес подвижной части привода зависит от габаритов контактора, которые связаны с рабочим током и, следовательно, с нажатием контактов.

=11,428 Н

 

 

3.8. Расчет раствора контактов .

Требуемый раствор контактов (м) зависит от номинального напряжения (В)

 

3.9. Расчет хода поршня при включении  аппарата .

             С учетом принятого ранее соотношения  и   ход поршня приближенно можно рассчитать по формуле

                                                             ,

где:    . – провал (расстояние, на которое перемещается подвижный контакт при устранении неподвижного).

 

3.10. Расчет жесткости отключающей  пружины Ж.

Требуемая жесткость пружины определяется выражением

 

3.11. Расчет начального натяжения  отключающей пружины .

При включенном контакторе отключающая пружина имеет начальное натяжение за счет ее сжатия при  сборке аппарата на величину . Обычно . Тогда требуемое начального натяжения отключающей пружины определяется выражением

 

«Расчет электромагнитного контактора»

 

Исходные данные для расчета контактора:

, Н  - сила нажатия  контактов ……………………………..…………28;

 

h, мм – длина катушки …….……………………………..………..……180;

 

, Н/м – жесткость  отключающей пружины …….………………….1100.

 

, Н – начальное натяжение  отключающей пружины .…..………….31.

 

Начальный воздушный зазор между якорем и сердечником ……..14 мм;

 

Зазор между якорем и сердечником, при котором соприкасаются контакты, с……6 мм;

 

Конечный  зазор между якорем и сердечником ………………………………….1 мм;

 

Изменение длины притирающей пружины в процессе притирания ………….0,008 м;

 

Изменение длины отключающей пружины в процессе включения контактов ...0,01 м;

 

Плечо силы электромагнитного притяжения …………………………………...0,08 м;

 

Плечо силы отключающей пружины  …………………………………………..0,072 м;

 

Плечо силы притирающей пружины …………………………………………..0,06 м;

 

Диаметр сердечника в воздушном зазоре ………………………………………..0,06 м;

 

Максимальный диаметр витка катушки D ………………………………………..0,075 м;

 

Минимальный диаметр витка катушки d …………………………………………0,035 м;

 

4. Расчет механической характеристики  контактора

4.1. Расчет  начального натяжения и жесткости притирающей пружины.

 

Для расчета принимается

        где: – сила притирающей пружины в конечном (сжатом) состоянии;

 

где:    – плечи, обычно ., при этом условии получаем

, отсюда

                                              =19,6 Н

Сила притирающей пружины  в конечном (сжатом) состоянии

 отсюда

 

4.2. Расчет  приведенных сил притирающей  пружины , .

 

 

4.3. Расчет  приведенных сил притирающей  пружины , , 

 

 

где:     – начальное натяжение отключающей пружины.

= + о жо=36+0,01*1100=47 Н,

подставим в и получим:

 

.

4.4. Расчет  точек механической характеристики , , .

 

 

 

 

4.5. Расчет  минимальной намагничивающей силы .

Минимальная намагничивающая сила определяется из выражения

 ,

 ,

     где:   – электромагнитная сила, Н;

             = Гн/м – магнитная проницаемость воздуха;

               - воздушный зазор, м;

                - площадь сердечника в воздушном зазоре, м2.

 

 

4.6. Расчет  точек тяговой характеристики  при .

 

При малых воздушных зазорах формула дает завышенный результат, т.к. при выводе ее не учитывается магнитное сопротивление магнитопровода. В контрольной работе расчет точек тяговой характеристики в интервале производится по данным табл.1, в которой значения даны в относительных (относительно ) величинах.

 

                                          Координаты точек тяговой характеристики

Таблица 1

 

, мм	1	2	4	6	8	14
	13,5	11	7,3	5,44	3,06	1

 

Из таблицы 1 следует, что соотношение     ,     отсюда

 

аналогично выполняем расчет остальных значений Qм, результаты сводим в таблицу 2.

Таблица 2

 

, мм	1	2	4	6	8	14
	13,5	11	7,3	5,44	3,06	1
	376.65	306.9	203.67	151.776	85.374	27.9
F	460,68	831,69	1355,05	1754,63	1754,63	1755,35

 

Производим расчет силы F, при заданных зазорах из таблицы 1.

F при =1мм.=0,001м. и

 

аналогично выполняем расчет остальных значений F, результаты сводим в таблицу 2.

4.7. Построение  механической характеристики и  тяговой характеристики при .   

 

По полученным данным, рассчитанных в пункте 4.6.,  строим механическую и тяговую характеристику.

 

5. Расчет катушки электромагнитного  контактора.

 

5.1. Расчет  средней длины витка катушки  .

 

где: D – максимальный диаметр витка, м;

                 d - минимальный диаметр витка, м.

 

5.2 Определение  расчетного сечения обмоточного  провода.

Напряжение на катушке

 

отсюда получаем расчетное сечение обмоточного провода, которое обеспечивает значение Fмин при наихудших эксплуатационных условиях

 

        где: - удельное сопротивление меди при максимально допустимой температуре катушки;

                 1755,35 Н – намагничивающая сила;

                 – минимальное напряжение.

 

5.3. Выбор  диаметра провода  и его сечения .

 Из табл.4 выбираем провод, имеющий ближайшее большее сечение .

Выборка из стандартного ряда диаметров и сечений круглых обмоточных проводов

;    .

5.4. Расчет  площади окна катушки .

 

5.5. Расчет  числа витков катушки.

 

где: – коэффициент заполнения обмоточного пространства медью,( зависит от диаметра провода и толщины его изоляции. Для проводов с = 0,3-1,2 мм и эмалевой изоляцией расчетное значение = 0,7).

 

5.6. Расчет  сопротивления катушки R.

,

где:  - удельное сопротивление меди;

- сечение обмоточного провода, ;

-средняя длина витка  катушки , м.

 

5.7. Расчет  максимальной мощности катушки .

 

 где:     - максимальное напряжение питания.

.

5.8. Расчет  допустимой плотности тока в  катушке .

 

5.9. Расчет  фактической плотности тока в  катушке . Оценка допустимости перегрева катушки.

 

Из расчетов видно, что условие не выполняется, следовательно корректировка «окна» катушки не требуется.

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

 

1. Тихменев Б. Н., Трахтман Л. М. Подвижной состав электрических железных дорог. Теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты. М.: Транспорт, 1980.

2. Баранов Н. М., Петров Б. П. Тяговые  электрические аппараты. М.: Энергия, 1969.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.    . Механическая характеристика электромагнитного контактора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.   . Тяговая характеристика.