Коммутационная износостойкость

Количество коммутационных операций при заданных услов иях, которые может выполнить аппарат до полного его износа - коммутационная износостойкость, определяется запасом материала контактных накладок, предназначенного для износа. Объем контактной накладки равен площади ее основания на высоту h (для цилиндрической формы). По высоте определяется важный параметр аппарата – провал контакта. Высота определяется из таблиц 3,4 (Приложение): h = см

Масса контактной накладки

(4.19)

кг = г

где V – объем накладки в см³;

γ – удельный вес (серебра γ = 10,5 г/см³, меди γ = 8,9 г/см³);

Коммутационная износостойкость определяется по формуле

(4.20)

= циклов

где К_и – коэффициент износа (для серебра К_и = 0,3 г/А²,

для меди К_и = 0,7 г/А²) масса М в граммах;

Провал = 2 = мм

где h – высота контакта.

Раствор контактов

При выборе раствора контактов используют опытные данные, полученные при однократном разрыве цепи тока при отсутствии магнитного гашения при свободной открытой дуге.

Для контактов напряжением до 500 В раствор не может быть взят менее 8 мм.

Для контактов до 380 В 50 Гц на номинальные токи от 100 до 600 А достаточны растворы от 6 до 11 мм.

Примем раствор контактов мм

5. Характеристика противодействующих сил и сечения ядра электромагнита

Определенный выше раствор контактов из условия гашения малых токов, провал контактов из условия коммутационной износостойкости при заданной массе контактных накладок, силе контактного нажатия, жесткости контактной пружины дают возможность для построения зависимости противодействующих сил от рабочего воздушного зазора электромагнита.

Характеристика противодействующих сил

Жесткость контактной пружины выбирается из условия обеспечения отсутствия вибраций при замыкании контактов. Примем жесткость = 1Н/мм.

Для построения характеристики необходимо учитывать количество главных и вспомогательных контактов.

Главные цепи: замыкающих n_замгл = , размыкающих n_размгл =

Вспомогательные цепи: замыкающих n_замвсп = , размыкающих n_{размвсп} =

Приведенные к рабочему зазору электромагнита значения сил в замыкаемых и размыкаемых мостиковых контактах равны:

(5.1)

Н

(5.2)

Н

где ℓ₁,ℓ₂ – расстояние от оси вращения якоря д о центра полюса электромагнита и от оси вращения до точки касания контактов соответственно мм, мм

Построить характеристику противодействующих сил рис. 1(приложение) на которой точка А соответствует моменту замыкания контактов, точка В соответствует моменту замыкания контактов.

Определение размеров элементов пружины и числа витков

Требуемая сила противодействующей пружины F= Н, при прогибе f = 12 мм (определяется из характеристики противодействующих сил).

Материал пружины: стальная углеродистая проволока нормальной прочности.

Допустимое напряжение на кручении:

модуль сдвига:

принимаем индекс пружины: с, (с = 16÷8, при d<0,4 мм, с = 10÷4, при d > 2 мм) с < 4 принимать не следует.

Принимаем индекс пружины с = 7.

Диаметр проволоки

(5.3)

мм

Средний диаметр пружины: D_ср = 10 мм

(5.4)

мм

Число витков пружины:

(5.5)

=

Шаг пружины сжатия:

(5.6)

мм

Свободная длина пружины сжатия: = 20 мм

(5.7)

мм

Фактический прогиб пружины при заданной силе F

(5.8)

мм

Предварительный прогиб пружины при силе предварительного нажатия F_пр:

F_пр = 0,8·F

(5.9)

мм

Рабочий прогиб пружины:

(5.10)

мм

Жесткость пружины

(5.11)

Н/мм

Фактическое напряжение кручения при заданной силе:

(5.12)

Н/мм²