1.2.4 Выбор унифицированной контактной накладки

Размеры унифицированной прямоугольной контактной накладки выбираем согласно табл. П.3.6.: а=16 мм и b=32 мм; тогда h=3 мм. При этом необходимо соблюдать соотношение a/h=5÷10.

По выбранным размерам накладки определяем ее объем Q_н, мм³:

Q_н=b·a·h (1.19)

где b – длина накладки, равная ширине контакта, мм ;

а и h- соответственно ширина и высота накладки, мм .

Q_н=32·16·3 = 1536 мм³.

1.2.5 Определение износостойкости контактов

Износостойкость контактов оценивают их ресурсом, который зависит от числа коммутаций N_pn до того, как контактные детали износятся до 0,55÷0,75 от их первоначальной толщины.

В свою очередь объем материала контактов, изношенный при одном размыкании и замыкании определяют из выражений:

Q_p=Q_тр+Q_рэ; Q_з=Q_тр+Q_зэ, (1.17)

где Q_тр – объем материала, изношенного механическим трением;

Q_рэ, Q_зэ – объем электроэрозионного износа.

Объем материала контакта, изношенного трением при размыкании или замыкании, см³

Q_тр=2·10^-7Δ F_кр/HB (1.18)

где Δ - величина притирания проскальзывания контактов, Δ=0,3÷0,5 см; Δ=0,5 см;

НВ – твердость материала по Бринеллю [1., прилож. 1 табл. П.1.]; для меди НВ=35.

Q_тр=2·10^-7·0,5·133/35=0,38·10^-6 см³.

Объемы электроэрозионного износа.см³

Q_зэ=γ_аз·q_з (1.19)

Q_рэ=(γ_кр+γ_ар)·q_р (1.20)

где q_з, q_р - заряд (количество электричества), прошедшее через контакт при одном замыкании или размыкании, соответственно, Кл;

γ_аз, γ_кр, γ_ар - удельные износы, см³/Кл: анода – при замыкании и размыкании, катода – при размыкании, (1., прилож.3 табл. П 3.7).

для медной металлокерамики

γ_аз=0,8·10^-6 см³/Кл;

γ_кр=0,6·10^-6 см³/Кл;

Принимаем

q_з=0,5·I_н·t_д; q_р=I_н·t_д; (1.21)

где t_д=0,1с – время горения дуги при размыкании.

Тогда

q_з=0,5·600·0,1=30 Кл;

q_р=600·0,1=60 Кл.

Тогда объемы электроэрозионного износа:

Q_зэ=0,8·10^-6·30=24·10^-6 см³;

Q_рэ=(0,6·10^-6+0)·60=36·10^-6 см³.

Общий износ контактов за один цикл Q_ц составит:

Q_ц=Q_рэ+Q_зэ+2Q_тр (1.22)

Q_ц=36·10^-6+24·10^-6+2∙0,38·10^-6=60,76·10^-6 см³.

Число полных циклов работы контактов Ц определяют по формуле:

(1.23)

где 2 – коэффициент учитывает износ двух металлокерамических накладок.

циклов

1.3 Проектирование контактных соединений

В конструкции проектируемых токоведущих контуров контакторов следует выделить две группы контактных соединений: разборные и неразборные.

Неразборные контактные соединения дугогасительной катушки с кронштейном неподвижного контакта; контактных накладок с подвижным и неподвижным контактами выполняют посредством сварки.

Разборные соединения представляют собой болтовые или винтовые соединения неподвижного контакта с кронштейном, подвижного контакта с контактодержателем, гибких шунтов с контактодержателем и токоподводами.

1.3.1 Неразборные контактные соединения

Неразборные контактные соединения проверяют на соотношение величины перекрытия l и толщины t свариваемых деталей, которые должны соответствовать данным приведенным в [1., прилож.3 табл. П.3.8].

По найденной в пункте 1.1 толщине токоведущих шин определяют величину перекрытия

l=c·t (1.24)

где с – размер перекрытия, с=5;

t = а = 7,6 мм– толщина токоведущей шины.

l=5·7,6=38, мм.

1.3.2 Разборные контактные соединения

Расчет разборного контактного соединения выполняют подбором размера болта или винта в зависимости от силы тока (1., прилож.3 табл. П.3.9). Для крепления контакта выбираем болт М16.

1.4 Разработка эскиза контакта

По результатам расчета в масштабе составляем эскиз контакта со всеми конструктивными размерами. Радиус окружности, которым описывают поверхность контакта (рисунок 1.1), принимаем 100 мм. Недостающие размеры берем из альбома чертежей или натурного образца рекомендованного типа контактора.

2. Расчет дугогасительного устройства

2.1 Выбор системы дугогашения

Дугогасительные устройства предусматривают в коммутационных аппаратах, предназначенных для размыкания электрических цепей под током. Можно не предусматривать дугогашения в случаях, если токи в цепи ограничены величиной 2÷4 А и при любых токах, если напряжение размыкаемой цепи постоянного тока U_н≤50 В и переменного – U_н≤110 В.

В тяговых аппаратах применяют следующие виды дугогашения:

а) деионные решетки как основное дутогасительное устройство применяют при постоянном и пульсирующем токах до 100÷120 А и напряжении до 380 В. При переменном токе того же напряжения величина тока не ограничена. В дополнение к системам магнитного дугогашения деионные решетки используют для ограничения выброса дуги из дугогасительной камеры;

б) электромагнитное дугогашение имеет наиболее широкое распространение во всех тяговых аппаратах. Его можно применять практически при любых токах и напряжениях;

в) воздушное дугогашение применяют обычно для главных выключателей локомотивов переменного тока с разрывными мощностями порядка (1÷2)·10⁵ кВА.

Для гашения дуги необходимо, чтобы напряжение электрической цепи, в которой размыкаются контакты, было меньше падения напряжения на дуге.

С этой целью применяют следующие меры: – увеличивают длину дуги; – разделяют дугу на ряд коротких дуг; - увеличивают теплоотвод от дуги и т.д.

Для выполнения этих условий в практике тягового аппаратостроения получили распространение дугогасительные системы с магнитным дугогашением.

Такие системы, как правило, содержат: дугогасительные рога; магнитную систему для воздействия на дугу магнитным полем; дугогасительную катушку для создания магнитного поля; дугогасительные (деионные) решетки.