4.3 Динамика механизма.

Расчёт характеристик и параметров производится для процесса отключения контактора.

При размыкании цепи тока, протекающего в катушке электромагнита, магнитный поток исчезает не мгновенно. Якорь начинает двигаться в тот момент, когда сила, развиваемая электромагнитом, становиться меньше суммы сил при (рисунок 10). Вследствие небольшой величины силы и незначительного времени действия остаточного магнитного потока, а также в связи с трудностями этого расчёта в рассматриваемом примере сила, создаваемая остаточным потоком, не учитывается. Это приводит к несколько завышенному значению скорости отключения и несколько заниженному времени отключения.

Движущими силами при отключении является сумма сил , выраженных характеристикой 4 (рисунок 10). В качестве уравнения движения можно использовать уравнение кинетической энергии: , возникающей при повороте подвижной части контактора. Второй член левой части уравнения равен нулю вследствие того, что начальная угловая скорость при :

здесь - кинетическая энергия, накопленная подвижной частью контактора при её движении от до , , - угловая скорость при угле , - момент суммы сил, приведённых к оси сердечника электромагнита, , - площадь, образованная характеристикой сил на участке при повороте от до и соответствующими ординатами, .

Кинетическая энергия. По характеристике суммы движущих сил (рисунок 10) строится кривая нарастания кинетической энергии (рисунок 11). Рассчитывается величина её приращения на поворота и это приращение прибавляется к сумме предыдущих приращений. Площадь (рисунок 10) разделяется на 15 площадок, основания которых равны .

Величина воздушного зазора электромагнита, соответствующая поворота якоря, равна:

Кинетическая энергия и суммарная энергия:

1. от до :

2. от до :

3. от до :

4. от до :

5. от до :

6. от до :

7. от до :

8. от до :

9. от до :

10. от до :

11. от до :

12. от до :

13. от до :

14. от до :

15. от до :

Таблица 1.

К расчёту динамики механизма

Угол , град.	Кинетическая энергия		Угловая скорость и её обратная величина		Время движения
	На	Нарастающий итог			За	Нарастающий итог
1	18,4	18,4	5,2	0,19	3,4	3,4
2	16,5	34,9	7,2	0,14	2,4	5,8
3	14,3	49,2	8,6	0,12	2,03	7,8
4	12,1	61,3	9,6	0,104	1,8	9,6
5	3	64,3	9,8	0,102	1,8	11,4
6	2,8	67,1	10	0,1	1,75	13,2
7	2,7	69,8	10,2	0,098	1,7	14,9
8	2,6	72,4	10,4	0,096	1,68	16,6
9	2,5	74,9	10,6	0,094	1,65	18,3
10	2,3	77,2	10,7	0,093	1,6	19,9
11	2,2	79,4	10,9	0,092	1,6	21,5
12	2,1	81,5	11	0,09	1,59	23,1
13	2	83,5	11,2	0,089	1,56	24,7
14	1,8	85,3	11,3	0,088	1,5	26,2
15	1,7	87	11,4	0,088	1,5	27,7

Угловая скорость . Из выражения средняя угловая скорость

1. от до при :

2. от до при :

3. от до при :

4. от до при :

5. от до при :

6. от до при :

7. от до при :

8. от до при :

9. от до при :

10. от до при :

11. от до при :

12. от до при :

13. от до при :

14. от до при :

15. от до при :

Линейная скорость коммутирующего контакта. Для расчёта дугогашения средняя скорость подвижного контакта на плече в месте его отрыва от неподвижного, т.е. там, где образуется дуга (между и ) (скорость завышена, на это могут влиять такие факторы как масса пружины, параметры пружины и т.д.).

Угловое ускорение. Из формулы (4-1) следует:

Вследствие того, что и - постоянные величины, зависимость углового ускорения от угла выражается графиком 4 (рисунок 10) в другом соответствующем масштабе.

Время движения. Оно определяется из выражения для угловой скорости:

где - площадь, образованная кривой и соответствующими ординатами. Эта кривая строится по кривой (рис 13.)

Время движения:

1. от до при :

2. от до при :

3. от до при :

4. от до при :

5. от до при :

6. от до при :

7. от до при :

8. от до при :

9. от до при :

10. от до при :

11. от до при :

12. от до при :

13. от до при :

14. от до при :

15. от до при :

Полное время отпадания складывается из двух слагаемых: . Здесь - время трогания, необходимое для спадания магнитного потока, когда электромагнитная сила становится меньше отключающей силы . В рассматриваемом контакторе оно будет . При этом .

Погашение кинетической энергии. Образовавшаяся кинетическая энергия в момент окончания движения вызывает удар подвижной части о упорную планку из гетинакса, которая поглощает часть энергии. Остальная часть воспринимается магнитопроводом и другими деталями контактора и вызывает его сотрясение.