Добавил:

f24 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Северный (Арктический) федеральный университет им. М. В. Ломоносова

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Dron_Kursach

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

07.08.2013

Размер:

780.79 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….	3
1 Исходные данные…………………………………………………………………	5
2 Предварительный расчет…………………………………………………………	6
3 Окончательный расчет…………………………………………………………	9
4 Расчет магнитной цепи…………………………………………………………	12
5 Определение максимальной температуры……………………………………	16
6 Конечные результаты……………………………………………………………	18
7 Расчет контактов…………………………………………………………………	19
8 Расчет контактной пружины…………………………………………………….	20
9 Расчет возвратной пружины…………………………………………………….	22
Список литературы…………………………………………………………………	24

25.12

Введение

Коммутационный аппарат - это электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и проведения тока. Современные летательные аппараты снабжены большим количеством разнообразного электрооборудования, в том числе коммутационной и защитной аппаратурой. Коммутационная аппаратура применяется также в пилотажно-навигационном оборудовании и системах обеспечения полёта, взлёта и посадки летательных аппаратов.

Специфические условия работы устройств коммутационной аппаратуры и предъявляемые к ним высокие требования в отношении минимальной массы и объёма, эксплуатационной надёжности, точности и стабильности характеристик обуславливают высокие требования к технологичности их конструкций и процессам изготовления.

Как показывает опыт эксплуатации, к электротехническим требованиям, определяющим в конечном счёте безотказность и долговечность работы коммутационной аппаратуры, относятся следующие:

1. Механическая долговечность.

2. Износоустойчивость контактов при включении тока.

3. Износоустойчивость контактов при отключении тока.

4. Стойкость контактов против сваривания.

5. Надёжность контактирования (обеспечение величины контактного усилия в заданных пределах и связанной с ней величины переходного сопротивления на контактах и контактных соединениях).

6. Стабильность характеристик срабатывания.

7. Способность изоляции сохранять свои свойства (обеспечение достаточной величины сопротивления и электрической прочности изоляции, а также ограничение водопоглощаемости изолирующими деталями).

8. Работоспособность, а также термическая и динамическая устойчивость.

Эти требования, предъявляемые к коммутационной аппаратуре, в основном определяют её надёжность, а следовательно, и работоспособность.

В эксплуатации коммутационная аппаратура подвергается воздействию большого количества факторов, которые целесообразно объединить в две большие группы:

- первая группа: величина тока и напряжения, род тока, характер нагрузки, частота срабатывания, продолжительность включения и т.п.;

- вторая группа: окружающая температура, давление, влажность воздуха, агрессивные газы (пары), радиация, ударные нагрузки, вибрации (внешние), ускорения, действия обслуживающего персонала.

Диапазон изменения воздействующих факторов очень широк, и совместное воздействие этих факторов встречается в самых различных сочетаниях.

Суммарное воздействие той или иной комбинации из перечисленных факторов вызывает большую или меньшую интенсивность отказов.

Изделия коммутационной аппаратуры, изготовленные в строгом соответствии с техническими условиями, при правильной эксплуатации надёжно работают в пределах гарантированного срока службы. При этом существенного изменения основных электрических параметров не наблюдается. Отступление от требований технических условий и правил, изложенных в инструкциях по эксплуатации, приводят к нарушению нормальной работы или преждевременному выходу изделия из строя: в этом сказывается в основном воздействие факторов, относящихся к первой группе.

В процессе эксплуатации необходимо предусматривать меры предосторожности, исключающие случаи механических повреждений (особенно это относится к выключателям, переключателям, микровыключателям и кнопкам) и резкого изменения параметров коммутируемой нагрузки и источников питания.

Исходные данные

-коммутационный аппарат постоянного тока.

1) Начальное тяговое усилие: _н=23 (кг)

2) Ход якоря: δ_н = 0,52 (см)

3) Установившаяся температура перегрева θ_у=75 (°С)

4) Температура окружающей среды: θ_{окр.среды}=25 (°С)

5) Напряжение катушки электромагнита: U_ко=48 (В)

6) Коммутируемый ток: _к=475 (А)

7) Режим работы τ=0,1

8) Количество цепей: n=3

Предварительный расчет

1) Величина полезной работы

А_пол=_н* δ_н= 23 * 0,52 =11,96 ( кг*см)

2) Величина конструктивного фактора

КФ=( )

По полученному значению конструктивного фактора (КФ) на основании данных табл. 1.1 устанавливаем тип электромагнита:

- втяжной с коническим стопом α =45°;а по графику на фигуре 1,8 находим

В_δ = 11000 (гс)

При τ<1 величину B_δ необходимо увеличить по сравнению с данными в графиках на 15 – 20 %, следовательно В_δ = 13200 (гс)

3) Приведём силы тяги и хода якоря к эквивалентным значениям для плоского стопа.

δ_пл = δ_н* cos²α =0,52 * cos²45°=0,26(cм)

Q_пл= = =46 (кг)

4) Определение радиуса сердечника

R₁ = (см)

5) Определение суммарной намагничивающей силы.

F_∑ = ,

где K_ст – коэффициент стали.

Принимаем падение намагничивающей силы в стали магнитопровода 18%, а в фиксированном зазоре 10% от намагничивающей силы воздушного зазора. Тогда:

= = 1,28

Следовательно:

F_∑ = (А)

6) Определяем длину катушки и высоту катушки h_k.

Составим два уравнения.

Отсюда:

- удельное сопротивление меди при заданной температуре перегрева .

– удельное сопротивление меди при температуре окружающей среды 0^° С

α- температурный коэффициент сопротивления меди

α = 0,00445

- максимальная температура окружающей среды.

Следовательно:

= = 1,75 * [ 1 + 0,00445 * (75 + 25) ] * 10² =

=1,75 * [1 + 0,00445 * 100] * 10^-2 = 1,75 * 1,44 * 10^-2= 2,52 * 10^-2

Удельное электрическое сопротивление медного провода обмотки электромагнита при при максимальной рабочей температуре ( 75°С + 25°С = 100°С) составляет:

К = 1,13 * 10^-3 ()

К определяем по кривым фигуры 1.14 По кривой хорошего теплового контакта между катушкой и магнитопроводом для θ_у=75 (°С).

f_k = - коэффициент заполнения окна катушки медью - сначала задаёмся, затем заполняем.

Определяем :

= = = = = 5,7 (см)

Определив находим R₂

=> = 5R₂ – 5R₁

+ 5R₁ = 5R₂

R₂ = (см)

R₂ – наружный радиус катушки.

8) Определяем высоту катушки

h_k = R₂ – R₁ = 2,59– 1,45= 1,14 (см)

9) Определяем внешний радиус R₃ исходя из равенства площади сечения стержня и корпуса.

R₃ = = = = 2,97 (см)

10) Определяем диаметр провода обмотки

d_r = 0,2* = 0,2 * =

0,2 * = 0,2 * = 0,2 *2,72=0,54

Окончательный расчёт

1) Уточнение окончательных размеров магнитопровода и диаметра провода обмотки (по таблице 1.4):

Предварительные данные	Окончательные данные
R₁ = 1,45 (см)	R₁ = 1,4 (см)
R₂ = (см)	R₂ = 2,6 (см)
R₃ = 2,97(см)	R₃ = 3 (см)
= 5,7 (см)	= 5,7 (см)
h_k = 1,14 (см)	h_k = 1,1 (см)
d_r = 0,54 (мм)	d_r = 0,55(мм)
	d_из = 0,6 (мм)

Площадь сечения провода

= 0,24 (мм²) = 0,0024 (см²)

2) Определение количества рядов обмотки; уточнение коэффициента заполнения катушки; сопротивление обмотки, намагничевающией силы катушки и установившейся температуры перегрева обмотки.

а) Определяем число обмотки:

N₁ = ,

где D = + b + c = 0,03 + 0,1 + 0,045 = 0,175

Здесь = 0,02…0,03 – толщина стенки латунной трубки,

b = 0,1…0,2 (см) – толщина изоляции между катушкой, внутренней и внешней частями магнитопровода.

с = 0,03…0,05(см) – допуск.

- диаметр провода с изоляцией

= 0,0006…0,02 – толщина бумажной изоляции между рядами.

N₁= 13,2

Принимаем N₁ = 13 рядов

б) Определяем число витков в одном ряду:

N₂ =

Принимаем N₂ = 86, где = 0,2 – толщина щёк катушки

0,95 – коэффициент плотности укладки

1 – потеря одного витка в конце каждого ряда.

в) Определяем общее число витков обмотки

(витка)

Определяем действительный коэффициент заполнения окна обмотки медью

f_k =

д) Определяем сопротивление провода обмотки

τ_Θ = ,

где - общая длина или длина обмотки

= 2R_ср

R_ср= = 2,01

= 2 *2,01 = 4,02

Следовательно,

τ_Θ =

е) Определяем ток обмотки при θ_у

I_Θ = = 3,1 (A)

ж) Определяем действительную намагничивающую силу катушки

= = 1118 * 3,1 = 3465,8 (A)

з) Определяем действительную температуру перегрева

Θ_уд =

3) Расчёт размеров

= 0,5 (см) – задаётся из конструктивных соображений

G_ш=

Расчёт магнитной цепи

По эскизу (фиг. 1.5) магнитной цепи определим длину средних силовых линий для каждого участка магнитопровода:

а) якорь и стоп:

L₁ =

б) корпус:

L₂=

в) фиксированный зазор сердечник-фланец:

L₃=

Определяем площадь поперечного сечения участков а) и б)

S =

Принимаем величину магнитной индукции в рабочем зазоре:

Определяем магнитный поток в рабочем зазоре при заданных величинах магнитной индукции:

)

Определяем магнитный поток на участках магнитопровода с учётом коэффициента рассеяния:

Определяем удельные намагничивающие силы для данного материала (сталь 10) по графику (фиг. 1.11)

а₁=12(А/см), а₂=17(А/см), а₃=23(А/см)

Определяем падение намагничивающей силы на участках магнитопровода:

а) якорь и стоп:

б) корпус:

в) фиксированный зазор сердечник-фланец:

Определяем общую намагничивающую силу при заданных значениях магнитной индукции:

Полученные данные сводим в таблицу 3. По данным таблицы строим характеристику намагничивания: (фиг.1.17).

Таблица 3

Части магнитопровода	L, (см)	S_п (см)	Ф_δ (Вб)	σФ_δ (Вб)	В_δ (Тл)	а (А/см)	F (А)
Якорь	5,9	6,15			1,3	12
Корпус	10,4	6,15			1,3	12
Зазор	0,03	-			-	12

Якорь	5,9	6,15			1,4	17
Корпус	10,4	6,15			1,4	17
Зазор	0,03	-			-	17

Якорь	5,9	6,15			1,5	23
Корпус	10,4	6,15			1,5	23
Зазор	0,03	-			-	23