Падение магнитного потенциала в рабочем зазоре:

(6.31)

А

МДС трогания:

(6.32)

А

где К_п – коэффициент, учитывающий падение магнитного потенциала в стали и в паразитных зазорах (К_п = 1,2 – 1,5).

Установившаяся МДС:

(6.33)

А

где К_з – коэффициент запаса (К_з = 1,1 – 1,2).

Средняя длина витка:

(6.34)

м

где D_кн и D_кв – наружный и внутренний диаметр катушки соответственно 56 и 29 мм.

Диаметр провода:

(6.35)

м

где ₀ – удельное сопротивление материала провода;

 - температурный коэффициент сопротивления.

- допустимая температура нагрева = 105⁰с

U – напряжение питания катушки

- сопротивление провода при допустимой температуре для меди

при = 105⁰с равно 2,4·10^-8Ом·м

Выбираем провод таблица 7 (приложение): диаметр голого провода

d_о =0,13 мм, диаметр провода с изоляцией d₁ = 0,15 мм, коэффициент заполнения по меди К_зм = 0,59

Ток в катушке:

(6.36)

А

где К_Т – коэффициент теплоотдачи 10^-3 Вт/см²град;

(_доп - _о) = 70⁰с – допустимое превышение температуры;

S_охл – площадь поверхности охлаждения:

(6.37)

см²

Площадь обмоточного окна:

(6.38)

мм²

Число витков:

Q₀в м², d в м.

(6.39)

Сопротивление обмотки:

(6.40)

Ом

Мощность потребляемая катушкой:

(6.41)

Вт

Условие размещения обмотки в окне электромагнита: Q₀ S_c.o.

S_c.o – сечение обмотки

(6.42)

мм²

Условие Q₀ S_c.o выполняется

7. Динамические параметры электромагнита

Находим коэффициент возврата: принять _ср = 1 градус (рисунок 3)

(7.1)

Время трогания электромагнита

(7.2)

с

где - установившийся ток в А;

I_уст = Fy/N = A

F_у смотри (6.33)

Ток трогания: размеры в м, площадь в м²

(7.3)

А

Время движения подвижной части

(7.4)

с

Тяговое усилие Р_эм взять при максимальном зазоре табл. 3. Масса якоря при движении.

(7.5)

кг

удельный вес материала якоря 7800 кг/м³

Индуктивность обмотки:R_δmaxсмотри (5.18)

(7.6)

Гн

Сопротивление обмотки:

(7.7)

Ом

Время срабатывания

t_cp = t_mp + t_дв = 0,0016+0,05 = 0,053 с

Рассчитываем тяговую характеристику:

(7.8)

Н.

Таблица 3. Расчет тяговой характеристики.

, мм	2	4	6	8	10	12	15
Р, Н	315	78,75	35	19,7	12,6	8,75	5,6

По данным таблицы строим график тяговой характеристики.

Заключение

В ходе проектирования контакторов серии МК ознакомился с принципом действия контакторов, их конструкцией, а также с основными характеристиками (зависимостями), полученными из расчетов курсовой работы.

Приложение

Рисунок 5. Характеристики противодействующих сил.

Рисунок 6. Схема коммутационного аппарата.

Рисунок 7. Клапанный электромагнит постоянного тока.

1 – ярмо (корпус); 2 – сердечник; 3 – намагничивающая катушка; 4 – полюсный наконечник (шляпка); 5 – якорь.

Раствор контактов β=δ=8мм.

Расстояние от оси вращения до центра полюса l₁=40 мм. (рис.2)

Расстояние от оси вращения до точки касания контактов l₂=48 мм. (рис.2)

Диаметр шляпки d_шл=32мм.

Толщина шляпки h_шл=2мм.

Расстояние от оси вращения до оси полюса R_o=40 мм.

Толщина якоря и ярма а_я=а_яр = 6мм, ширина якоря и ярма b_я=b_яр = 85 мм.

Длина сердечника и катушки h=l_k= 75мм.

Диаметр стержня d_с=26мм.

Диаметр катушки D_н=56 мм, D_вн=29 мм

Таблица 1

Контактные нажатия на один электрический контакт (один разрыв в цепи).

Вид аппарата	Материал контакта	Удельное нажатие, г/А	Сила нажатия, г
Реле промежуточные (ток 5 – 15 А)	Серебро Сок 15М		25-50
Вспомогательные контакты аппаратов до 1000 В	Серебро	~ 5	 20
Электромагнитные пускатели, контакторы	Серебро	5-10	 20
	Металлокерамика	7-15	 25
	Медь	15-25	 300

Таблица 2

Зависимость восстанавливающейся прочности и скорости роста от отключаемого тока.

Открытая дуга(контакты медные).

I0, А	25	50	75	100	200	300	400	500	600	700
Uвп0, В	250	200	175	150	100	90	75	70	70	70
Кп, В/мкс	1,8	1,1	0,8	0,9	1,05	1,2	1,3	1,4	1,45	1,5

Таблица 3

Размеры цилиндрических контактов и контактных накладок.

Номинальный ток, А	Диаметр контакта, мм	Высота контакта, мм
До 2 2 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 40 40 - 63 63 - 100 100 - 160 160 - 250	1 - 2 2 - 4 3 - 5 5 - 8 8 - 12 12 - 16 16 - 20 20 - 25 25 - 32	0,3 - 1,0 0,6 - 1,2 0,8 - 1,6 1,0 - 2,0 1,2 - 2,2 1,4 - 2,5 1,6 - 3,0 2,2 - 3,0 2,5 - 3,5

Таблица 4

Размеры прямоугольных контактных накладок.

Длина, мм	Ширина, мм	Высота, мм
4; 5 6; 8; 10 12; 14 16; 20 25; 32 40; 50	3; 4; 5 3; 4; 6; 8; 10 6; 8; 10; 12; 14 8; 10; 14; 16; 20 12; 16; 20; 25; 32 14; 20; 25; 32; 40	0,8; 1,0; 1,6 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,2 1,0; 1,4; 1,6; 2,2; 2,5 1,6; 2,0; 2,2; 2,5; 3,0 3,0; 3,5; 5,5 2,5; 3,0; 3,5; 5,5

Таблица 5

Относительная магнитная проницаемость стали марки Э

В тл	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,6	1,8	2
	2000	2800	3500	4000	3800	3000	700	240	100

Таблица 6.

Таблица намагничивания электротехнической стали марки Э

В, Тл	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2	2,1	2,2
Н, 102А/М	0,5	0,9	1,1	1,2	1,3	1,4	1,45	1,6	1,8	2,1	2,5	3,1	4	6	9	16	40	70	120	150	250	500

Таблица 7.

Обмоточные провода с эмалевой изоляцией

do, мм	d1, мм	Кзм	do, мм	d1, мм	Кзм	do, мм	d1, мм	Кзм
0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1	0,03 0,04 0,05 0,065 0,075 0,085 0,095 0,105 0,12	0,127 0,352 0,41 0,415 0,42 0,468 0,497 0,522 0,543	0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19	0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,21	0,561 0,576 0,59 0,601 0,611 0,617 0,621 0,624 0,626	0,2 0,21 0,23 0,25 0,27 0,29 0,31 0,33 0,35	0,225 0,235 0,255 0,275 0,305 0,325 0,35 0,37 0,39	0,628 0,63 0,634 0,636 0,639 0,642 0,646 0,647 0,648