2. Коммутирующие контакты.

Основные требования к контактной системе:

а) при работе аппарата в его номинальном рабочем режиме температура нерабочей поверхности металла коммутирующих контактов не должна превышать предельно допустимой.

б) при больших предельно допустимых для аппаратов токах (пусковых, короткого замыкания и т.д.) коммутирующие контакты должны быть устойчивы, т.е. не должны свариваться, как в замкнутом состоянии, так и при размыкании цепи.

в) при работе аппарата в номинальном рабочем режиме, а также при больших предельных токах коммутирующие контакты должны иметь возможно меньший электрический и механический износ. Вибрация контактов должна быть не больше допустимой.

На основании этих требований задачей расчёта является определение параметров контактной системы: сила нажатия контактов, переходное сопротивление, падение напряжения в переходном сопротивлении, температура контактной площадки ток сваривания контактов, вибрация контактов, износостойкость контактов и т.д.

Исходные данные. Номинальный ток и допустимая температура токопроводящего проводника .

Расчёт

2.1 Материал и размеры сечения.

Для получения приемлемой износостойкости контактов целесообразно применить твёрдотянутую медь М1-тв. Сечение контактов должно быть больше сечение вводных шин с целью увеличения механической прочности и износостойкости контактов. Ширина неподвижного контакта принимается большей, чем подвижного, вследствие подвижных отключений подвижного контакта от центрального положения. По конструктивным соображениям размеры сечения приняты у подвижного контакта и неподвижного .

2.2 Сила нажатия контактов.

Силы нажатия должны быть достаточны не только при рабочем режиме, но и при кратковременных сверхтоках- пусковых, перегрузочных и короткого замыкания, чтобы не было отбросов контактов вследствие электродинамических сил и не было их сваривания вследствие дугообразования при отбросах и вибрации.

Она необходима для того, чтобы температура на поверхности контактов не превышала допустимую, и может быть рассчитана по теоретической зависимости (2-1):

где - сила, отнесённая к одной контактной площадке, так как контакт линейный, считается, что площадок две. , где - температура проводников контура, , arccos (368:380)= arccos 0,965= 0,252 рад, - твёрдость мягкой меди при (по рис. 5-8 [1] ) около , а твёрдой меди почти в 2 раза больше: , для медных токопроводящих проводников.

Для медных контактов электромагнитных контакторов рекомендуется нажатие контактов (таблица 5-7 [1] ). Учитывая значение полученное по теоретической зависимости, для дальнейших расчётов принимают конечное нажатие контактов во включенном состоянии . Начальное нажатие при касании контактов .

2.3 Переходное сопротивление.

В нашем случае деформация пластичная и переходное сопротивление двух точечных площадок при по формуле (2-2):

где для твёрдотянутой меди.

По формуле (2-3), основанной на опытных данных, переходное сопротивление равно:

На рисунке 5-11 [1] по кривой 4 .

Из полученных тремя способами значений переходного сопротивления для дальнейших расчётов принимается .

2.4 Падение напряжения в переходном сопротивлении.

По формуле (2-4):

Эта величина вполне приемлема , где (таблица 5-8 [1]).

Общее падение напряжения в контуре определяется по формуле (2-5):

2.5 Температура контактной площадки.

По формуле (2-5):

здесь , а (температуры рек- ристаллизации меди- по таблице 5-8 [1] ).

2.6 Ток сваривания контактов.

При протекании через коммутирующие контакты токов, значительно больших номинальных (при перегрузках, коротких замыканиях) происходит повышенное нагревание и отброс контактов и они свариваются.

По теоретической зависимости (2-6) граничный (начальный) ток сваривания зависит от постоянной :

здесь , для М1- тв по таблице 5-3 [1], (см. п. 2-2), при по таблице 5-3 [1].

где для твёрдой меди, .

По формуле (2-7), основанной на опытных данных, начальный ток сваривания

здесь по таблице 5-9, п. 3 [1].

На рисунке 5-12 [1] по графической зависимости Л- МТ (3) при . Из трёх полученных значений видно, что ( ), поэтому контакты не расплавятся.