лабораторные работы / Контрольная РЭУСУ расчет реле вар 16

Задание 1. Рассчитать и построить механическую характеристику реле. Контактный узел реле относится к конструктивному варианту, показанному на рис. 1. Контактные пружины имеют прямолинейную форму, изготовлены из материала Е = 1,3910⁵ Н/мм². Конструктивные параметры контактного узла реле: начальное контактное нажатие на размыкающем контакте F₀=0,13 Н (13 гс), раствор контактов (зазор между контактами) _k = 0,14 мм, толщина контактных пружин h равна 0,2 мм, ширина подвижной переключающей пружины b = 1,5 мм, ширина пружины неподвижных контактов b_H = 1,45 мм, расстояние от места крепления переключающей пружины до толкателя якоря L = 7,4 мм, то же соответственно до размыкающего контакта l = 10,13 мм и замыкающего контакта l₁ = 8,4 мм, рабочая длина пружин неподвижных контактов l_H = 2 мм.

Рисунок 1 - Схема контактного узла с расположением контактов между местом крепления подвижной пружины и толкателем якоря

1) Определяем жесткости переключающей пружины и неподвижных контактов и коэффициенты k и k_i.

Н/мм;

Н/мм;

;

2) Определяем значения усилий и перемещений толкателя якоря (при этом считаем, что контактное нажатие на замыкающем контакте должно быть не менее 0,13Н):

;

;

;

;

;

3) Определяем усилия на якоре относительно центра полюсов сердечника и перемещения якоря по линии центра полюса. В соответствии с конструктивным исполнением реле l_T = 6,6 мм, l_Я = 4,1 мм. Следовательно, .

4) Строим механическую характеристику контактного узла в системе координат, где по оси ординат откладываем усилия на якоре относительно центра полюсов, а по оси абсцисс – соответствующие перемещения якоря. Для увеличения надежности коммутации замыкающего контакта регулировка реле производится так, что замыкание этого контакта должно происходить при наличии между якорем и полюсом сердечника (по центру полюса) зазора 0,05 мм. Поэтому фактическое контактное нажатие на замыкающем контакте при полностью притянутом якоре будет значительно больше, чем на размыкающем. На оси абсцисс слева от начала координат откладываем значение этого зазора.

Рабочий ход якоря будет равен

.

5) Определяем механическую характеристику возвратной пружины якоря. Конструктивные параметры возвратной пружины: начальное усилие F_в0 =0,1 Н , расстояние от центра вращения якоря до места приложения усилия возвратной пружины l_в = 2,4 мм , материал пружины Е = 1,85 10⁵ Н/мм², длина, ширина и толщина пружины l, b и h соответственно 6,5; 1,8 и 0,15 мм. Механическая характеристика реле изображена на рис. 2.

Начальное усилие возвратной пружины приложено к якорю в его исходном положении, у ограничительного упора. Для повышения надежности коммутации размыкающего контакта между переключающей контактной пружиной и толкателем якоря устанавливается зазор 0,3 мм. Соответствующий свободный ход якоря по линии центра полюса будет равен

На оси абсцисс откладываем значение хода якоря (без учета остаточного зазора)

.

Перемещение возвратной пружины в месте приложения ее усилия

Находим усилие возвратной пружины:

Усилие возвратной пружины, отнесенное к центру полюса

Рисунок 2 - Механическая характеристика реле:

1 – механическая характеристика возвратной пружины якоря;

1` - механическая характеристика возвратной пружины якоря;

2 – механическая характеристика контактного узла;

3 – суммарная механическая характеристика реле

На оси абсцисс в точке, соответствующей значению откладываем значение начального усилия возвратной пружины якоря, равное 0,06Н, а на оси ординат – усилие F_вц = 0,71Н и соединяем полученные значения прямой линией.

6) Путем графического сложения механических характеристик возвратной пружины и контактного узла получаем механическую характеристику реле. Усилие F_кр в критической точке механической характеристики составляет 0,22Н.

7) Т.к. возвратная пружина (1) лежит выше F_кр, уменьшаем жесткость возвратной пружины до 0,1 Н.

Задание 2. Рассчитать н.с. срабатывания и обмоточные параметры реле.

Рисунок 3 – Схема магнитопровода реле.

Исходные данные: а=15,8 мм; а₁=3,3 мм; а₂=2,9 мм; а₃=2,6 мм; а₄=4,9 мм; а₅=5,6 мм; а₆=3,8 мм; а₇=6,3 мм; а₈=13,6 мм; b=5,2 мм; b₁=6,8 мм; b₂=6 мм; h₁=3,7 мм; h₂=4,8 мм; m₁=1 мм; m₂=1 мм; m₃=1,1 мм; m₄=0,9 мм; δ₁=0,9 мм; δ₂=0,7 мм; с=2,6 мм; U_раб=36 В; значение относительной магнитной проницаемости магнитомягких материалов 6.

Значение магнитного потока в рабочем воздушном зазоре:

Проводимость между плоскостью якоря и плоскостью полюса

Проводимость между торцевой частью якоря и плоскостью полюса

Проводимость между торцевой частью полюса и якорем

Проводимости между торцевым ребром якоря и плоскостью полюса, а также между торцевым ребром полюса и якорем

.

Проводимость шаровых квадрантов между торцевыми углами якоря и полюсом

.

Проводимость шаровых квадрантов между торцевыми углами полюса и якорем

.

Проводимость между ребром якоря и боковой гранью полюса

.

Проводимость между ребром полюса и боковой гранью якоря

.

Проводимость между обращенными друг к другу боковыми ребра­ми якоря и полюса

Проводимость между боковыми гранями якоря и полюса

Полная проводимость одного воздушного зазора

Коэффициент рассеяния полюсного наконечника

Магнитный поток на конце полюсного наконечника

.

Сопротивление одного воздушного зазора

.

Сопротивление двух последовательно расположенных рабочих воздушных зазоров .

Н.с., создающая магнитный поток в рабочих воздушных зазорах

.

Зазор между полюсом и сердечником, учитывая неплотность прилегания сердечника к торцам полюсов по всей плоскости, принимаем равным 0,00046810^-3 м. Тогда

.

Магнитное сопротивление двух стыков .

Н.с. для проведения потока через стыки в магнитопроводе

Индукция в якоре и полюсных наконечниках

По рис. 4 находим значение относительной магнитной проницаемости в якоре и полюсных наконечниках:

Магнитное сопротивление якоря и полюсных наконечников:

Н. с., необходимая для проведения магнитного потока через якорь и полюсные наконечники:

Н.с. для проведения магнитного потока через сердечник.

Рассчитываем удельную проводимость между параллельно расположенными сердечником и якорем:

Среднее значение магнитного потока в сердечнике

Среднее значение индукции в сердечнике

Магнитное сопротивление сердечника и н.с.:

.

Определяем полное значение н.с. электромагнита реле:

При коэффициенте запаса 1,75 паспортное значение н.с. срабатывания реле:

Расчет обмоточных параметров реле при номинальном рабочем напряжении 36В . Намотка катушки электромагнита выполнена медным проводом марки ПЭТВр.

Конструктивные параметры катушки:

Средняя длина витка катушки

Напряжение срабатывания реле .

Диаметр провода обмотки

.

Число витков обмотки реле

Сопротивление обмотки

Учитывая, что часть обмоточного пространства катушки занята выводными концами, местами их соединения с обмоточным проводом и наружной изоляцией обмотки, учитывая производственный разброс по толщине медной жилы и изоляции провода, фактические значения числа витков и сопротивления обмотки уменьшают по сравнению с расчетными.

Проверка расчета катушки электромагнита реле по допустимой плотности тока.

Площадь поперечного сечения провода обмотки

Значение рабочего тока в обмотке

Плотность тока в обмотке

Полученное значение плотности тока в обмотке сравнивается с допустимым значением плотности тока

Обмотка реле предназначена для работы в кратковременном режиме.

					УИТС.ХХХХХХ.008	Ëèñò
						15
Èçì.	Ëèñò	¹ докум.	Подпись	Äàòà