Зміст:

1. Вихідні дані

2. Зміст завдання

3. Зміст розрахункової роботи

4. Визначення механічної характеристики реле

5. Розрахунок магнітних провідностей та опорів повітряних зазорів

6. Складання спрощеної схеми заміщення магнітної системи та визначення коефіцієнта розсіяння

7. Розрахунок МРС

8. Розрахунок кривих намагнічування магнітної системи

9. Розрахунок тягової характеристики електромагніту

10. Розрахунок котушки реле

1.Вихідні дані:

Початковий зазор: δ_п = 3*10^-3 м

Кінцевий зазор: δ_к = 0,5*10^-3 м

Діаметр полюсного наконечника: d = 25*10^-3 м

Тип магнітної системи: 2

Матеріал магніто проводу: Сталь10

Сила,розвиваюча якорем при зазорі Fкр=15,1 Н

Напруга джерела живлення: U=220В

Виконати розрахунок електромеханічного реле згiдно з варiантом вихідних даних та типом магнiтної системи. Вихідними даними є геометричні розміри магнітної системи, якi заданi діаметром полюсного наконечника, розмiри повiтряних проміжків, тип магнітної системи, матеріал магнітопроводу, а також напруга живлення котушки реле, матерiал та кількість контактів контактної системи реле та значення струму, що комутують контакти.

Необхідно:

1/ визначити механічну характеристику реле;

2/ провести магнітний розрахунок магнітопроводу:

а/ визначити магнiтнi провiдності та опори робочих, неробочих та технологічних проміжків;

б/ визначити магнiтний опiр шляхiв потокiв розсіяння /витоку/;

в/ скласти спрощену схему замiщення магнітної системи реле;

г/ визначити коефiціенти розсіяння;

д/скласти повну схему заміщення магнітної системи реле з урахуванням магнiтного опору елементiв магнiтних частин магнітопроводу;

е/ розрахувати магнітний опір та падіння магніторушійної сили в магнітних та немагнітних частинах магнітопроводу;

ж/ визначити повну магніторушiйиу силу котушки реле, що необхідна для створення необхідного магнітного потоку в робочому проміжку;

з/ розрахувати і побудувати кривi намагнічування магнiтопроводу;

3/ побудувати тягову характеристику електромагнiту та визначити її перевищення над механiчною характеристикою реле;

4/ вибрати конструкцiю та розмiри котушки електромагніту, провести електротехнічний розрахунок. Якщо реле має дві котушки, то розраховується одна з них i наводиться схема їх з`єднань;

5/ провести перевiрочні розрахунки реле;

6/ скласти таблицю вхiдних, промiжних, результуючих та перевірочних параметрів;

7/ зробити висновки до роботи;

8/ навести список використаної літератури;

3.Зміст розрахункової роботи

У роботі виконується магнітний та електротехнічний розрахунок проміжного електромагнітного реле. Реле використовується для виконання логічних операцій в електричних колах та безпосереднього вмикання-вимикання споживачів невеликої потужності. Воно встановлюється в електроустаткуванні та пристроях керування електрообладнанням технологічних процесів.

Загальний вигляд одного з проміжних реле показано на мал.1. Контактна система реле має нерухомі контакти 2, закріплені на пластмасовій основі 1, та рухомі контакти на плоских пружинах 3, зафіксованих в пластмасовому кронштейні 5 якоря 4 електромагніту, який має магнітопровід 9, осердя 7 та котушку 8 і закріплюється на основі І гвинтом ІІ. Контакти мають виводи 10 для комутацій до зовнішніх ланцюгів.

Мал. 1. Приклад конструктивного виконання електромагнітного реле

Якщо напругу живлення подати на котушку електромагніту, якір реле притягується до осердя, контакти перемикаються, при зниканні струму в котушці якір під дією пружини 6 та плоских пружин контактів вертається у початковий стан, його нормально замкнені контакти знову замикаються.

4.Визначення механічної характеристики реле

Механічною характеристикою реле є залежність зусилля протидії пружини та контактів реле від зміни проміжку між якорем та осердям реле при спрацьовуванні.

У початковому стані рухомий контакт притискується до нерухомого пружиною. Цим визначається контактний натиск та забезпечується перехідний опір контактної пари, що сприяє проходженню струму необхідної величини.

При спрацьовуванні реле якір електромагніту притягується до осердя, долаючи протидію пружини 6 та додатково забезпечуючи такий саме натиск між замикаючими контактами.

Під час руху рухомих контактів спочатку виникає зіткнення рухомого та нерухомого контактів, а потім плоска контактна пружина деформується на якусь величину /вона позначається провалом/, внаслідок чого виникає необхідний контактний натиск.

При визначенні механічної характеристики вважатимемо, що вита пружина має незалежне від переміщення зусилля потягу, а плоскі контактні пружини створюють зусилля контактного натиску, пропорційне провалу.

На мал. показано схему типової механічної характеристики реле:δ - робочий проміжок реле;δ_к, δ_п - відповідно кінцевий і початковий проміжок, Р_мех – механічне зусилля протидії контактів та пружини реле; П_з (П_р) – провал замикаючого /розмикаючого/ контактів; З – проміжок контактів; Р_пр – зусилля натягу циліндричної пружини реле; Р_к – контактний натиск.

У початковому стані сила пружини Р_пр створює контактний натиск всіх пар нормально замкнених контактів, тому Р_пр = Р_к. При спрацьовуванні реле механічна характеристика має точку А, в якій сила протидії якоря дорівнює Р_пр+ Р_к=2 Р_пр= =2Р_к, оскільки струм, що комутується, є однаковим для замикаючих та розмикаючих контактів.

За хід якоря беремо його переміщення від початкового до кінцевого проміжку по лінії симетрії осердя магнітопроводу реле.

Для розрахунку механічної характеристики задаємо такі вихідні дані: n_k- кількість пар перемикаючих контактів; і_конт- комутуємий струм, а також визначаємо матеріал контактів.

Приймаємо, що провал контактів П_з та П_р дорівнює чверті ходу якоря:

П_з= П_р=0,25(δ_п- δ_к)

П_з= П_р=0,25(3-0,5)*10^-3=0,625*10^-3 м

Визначаємо припустиму напругу на контактах:

U_пр=(0,5...0,8)U_конт1 ,

де U_конт1=0,09 в- падіння напруги на контакті, за якої виникає розм`якшення контактного матеріалу - срібла.

U_пр=0, 6*0,09=0,054 В

Знаходимо перехідний опір контакту

R_пер= U_пр/ і_конт=0,054/8=0,00675 Ом

та контактний натиск на один контакт

Р_к=к²₁/ R²_пер ,

де к₁=0,006- коєфіцієнт.

Р_к=(0,006)²/(0,00675)²=0,79 Н

Щоб побудувати механічну характеристику реле, достатньо віднайти зусилля Р_пр = Р_к:

Р_пр =n_к* Р_к =2*0,79=1,58 Н.