МУ расчет контактора

5 ОЦЕНКА РАБОТЫ СТУДЕНТА, ЗАЩИТА ПРОЕКТА

Защита проводится в комиссии из 2-х человек – консультанта и еще одного преподавателя кафедры.

На защите проверяется понимание сущности работы. При ответах на вопросы студенту предоставляется возможность свободно пользоваться пояснительной запиской.

Общая оценка работы является комплексной. В пояснительной записке должны быть график работы над проектом (приложение Б

(обязательное)) и оценка консультанта, характеризующая степень самостоятельности и ритмичности, а также качества пояснительной записки. Комиссия оценивает защиту работы и окончательную оценку по четырехбальной системе, при этом оценка за ответы при защите имеет доминирующее значение.

Если оценка за ритмичность является неудовлетворительной,

общая оценка может быть снижена на один балл, и простановка отличной оценки исключается. Серьезные ошибки, обнаруженные при защите, так же оцениваются с учетом ритмичности работы. Если студент работал ритмично и записка подписана консультантом, то ответственность за ошибку в известной мере распределяется между студентом и консультантом. В этом случае ошибка в работе может привести к снижению оценки, но отправлять проект на доработку вряд ли целесообразно. Иное дело, если оценка по ритмичности неудовлетворительна, ошибка не замечена своевременно из-за того,

что консультант в короткий срок не был в состоянии подробно

14

проверить работу студента; в этом случае проект с ошибкой возвращается студенту для переделки. Такой подход прививает уважение к графику ритмичности и имеет большое воспитательное значение.

Если студент не отвечает на вопросы или недостаточно понимает существо и все тонкости выполненной работы, ему может быть предложено прийти в туже комиссию через несколько дней для повторной защиты. При неудачной повторной защите он может быть приглашен с работой еще раз. После трех неудачных защит выставляется окончательная неудовлетворительная оценка и для получения в дальнейшем положительной оценки должен быть выполнен новый проект по новому заданию, которое выдается только по разрешению декана.

Студент который в течение семестра не посещал консультации и к установленному сроку не получил подписи консультанта на пояснительной записке, имеет право представить на защите не подписанный проект. В этом случае защита проводится только в комиссии. Серьезные ошибки, недоделки или слабые ответы на вопросы ведут в этом случае к постановке неудовлетворительной оценки.

Повторная защита неподписанной работы не допускается.

Итоги курсовой работы, качество работ, недостатки,

выявленные в содержании заданий, типичные ошибки студентов и промахи консультантов, недостатки в организации работ обсуждаются на заседании кафедры в конце каждого семестра.

15

6 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

КОНТАКТОРА

6.1 Расчет токоведущего контура

6.1.1 Определение размеров токоведущих частей Расчет токоведущих частей контактора в номинальном режиме

работы проводим с учетом эквивалентного длительного тока. Под эквивалентным током понимают постоянный по величине ток,

который при длительном протекании по проводнику вызывает такой же нагрев, как и реальный ток, изменяющийся во времени согласно данному режиму работы:

	I	экв	I	ПВ%		Z	ПВ%	А,
						600
				н 100			100

где ПВ% – продолжительность включения; Z – допустимое число циклов включения; Iн – номинальный ток главной цепи.

Сравнивая Iн и Iэкв, дальнейший расчет токоведущего контура проводим по большему из этих значений.

6.1.1.1 Расчет размеров токоведущих частей. Размеры шин определяются исходя из условия удовлетворительного теплового режима, как в режиме штатной нагрузки, так и в режиме короткого замыкания.

По выбранному значению расчетного тока по табл. 2. выбираем предварительные размеры шины b×a и рассчитываем коэффициент геометрии

b akг , kг ba.

16

Таблица 2

Выбор размеров шины по допустимой токовой нагрузке

Размеры шины, мм2	Допустимая токовая нагрузка, А
	Медная шина	Алюминиевая шина
15х3	210	165
20х3	275	215
25х3	340	265
30х4	475	365/370
40х4	625	480
40х5	700/705	540/545
50х5	860/870	665/670
50х6	955/960	740/745

Проводим расчет размера токоведущей шины по формуле:

	a	3	I	2ρ	0	(1 α θ д )		м ,
			2 kт (1 k			г )kг (θ д θ	0 )

где ρ0 – удельное электрическое сопротивление материала

токоведущей части аппарата (для медной шины ρ					0	1,68 10 8 Ом∙м,
для алюминиевой шины	ρ	0	2,8 10 8 Ом∙м);	α	– температурный
коэффициент металла контактов (для меди				α 0,0043 С-1, для
алюминия α 0,0042 С-1);	θд – допустимая			температура нагрева

токоведущих частей (для меди θд 120	°С, для алюминия θд 95°С);
θ0 – температура окружающей среды,	θ0 40°С;	kг – коэффициент
геометрии; kт – коэффициент теплоотдачи, kт 10		Вт	.
		м2 °С

17

Полученное значение a должно быть меньше или равно значению ширины шины, выбранного по табл. 2 a ≤ aтаб. Если неравенство не соблюдается, то необходимо выбрать шину большего сечения.

6.1.2 Расчет температуры нагрева токоведущих частей в номинальном режиме

Температуру нагрева токоведущих частей находим из условия,

что переходное сопротивление шинного соединения равно нулю,

тогда

θк θ			ρ	0	(1 αθ д )I 2	С ,
	0				kт qp

где p – периметр, p=2(a+b), м; q – площадь поперечного сечения, q=аb, м2.

Должно выполняться условие θк<θд.

6.1.3 Расчет термической стойкости При коротком замыкании в цепи токоведущего контура

протекают сверхтоки. Однако в результате их кратковременного действия можно допустить значительно более высокие значения превышения температуры, чем в номинальном режиме работы. При этом аппарат должен обладать термической стойкостью.

Допустимую температуру нагрева токоведущих частей в режиме короткого замыкания примем равной θкз =300 °С. Импульс тока равен:

18

t	кз	I	2		γсq2		ln	1 αθкз
								1 αθд
			кз		ρ0α
где γ – плотность материала						токоведущей шины				(для меди
8900 кг/м3 , для алюминия 2700 кг/м3); с – теплоемкость										материала
токоведущей шины (для			меди			390		Дж/кг ºС, для		алюминия
210 Дж/кг ºС ).

6.1.4 Расчет размеров гибкого соединения В аппаратах управления кроме плоских контактных соединений

широко применяются контактные соединения с гибкими связями

(рис. 1).

Рис. 1. Гибкая связь

Эти соединения осуществляют токовую связь подвижного контакта аппарата с токоподводящими деталями. Гибкие соединения,

как правило, выполняются из эластичной медной ленты толщиной

19

0,1 мм и менее, или из многожильного плетеного проводника,

состоящего из медных жил диаметром 0,08-0,1 мм. При работе гибкая связь не должна иметь резких перегибов.

Сечение меди гибкого соединения должно быть близким к сечению шины

qгс q м2.

Ширина шунта примерно равна ширине шины

bгс b м.

Толщина гибкого шунта

	a		qгс	м,
			b k
	гс
			гс з

где kз – коэффициент заполнения, kз= 0,785.

.

6.1.5 Определение переходного сопротивления

6.1.5.1 Определение плотности тока. Кажущаяся плотность тока определяется отношением величины тока, проходящего через контактное соединение к полной поверхности контактирования.

Для медных шин при токе I<200 A плотность равна jм=0,31 А/мм2.

При токе I=(200-2000) A, плотность

jм 0,31 1,05 10 4 (I 200) А/мм2.

Для других материалов

j j	ρм	А/мм2,
м	ρ

20

где ρм – удельное сопротивление меди; ρ– удельное сопротивление материала.

6.1.5.2 Расчет силы контактного нажатия

Pк fкS1 Н,

где fк – удельное давление в контактирующих частях (табл. 3);

S1 – площадь контакта, м2.

S1 Ij .

Таблица 3

Удельное давление в контактирующих частях

Материал	fк,Н\мм2
медь	6-12
алюминий	20-25

По величине необходимого контактного нажатия выбираем болты (табл. 4).

При коротком замыкании в цепи, содержащей контактные соединения, возникают дополнительные эффекты, обусловленные появлением больших механических напряжений вследствие неодинакового температурного коэффициента расширения болтов и токоведущих частей. Это приводит к тому, что в болтах появляются остаточные деформации, которые при остывании контактного соединения вызовут ослабление нажатия в контактах, а

следовательно, повышение переходного сопротивления и нагрев контакта при нормальном режиме работы.

21

				Таблица 4
	Расчетная сила затяжки болтов Pк.табл
Диаметр	резьбы,	Расчетное	Расчетная сила	Величина тока
мм		сечение, мм2	затяжки, кН	на один болт, А
М6		16,7	2,9	63-100
М8		30,8	5,4	100-160
М10		50	8,6	200-250
М12		74	13	300-400
М16		140	24	500-630

Расстояние между центрами болтов выбирается не менее

(2,2÷2,4)d, где d – диаметр болта, м.

Как показывают опытные данные, превышение температуры нагрева болтов составляет примерно 25 % от превышения температуры токоведущих частей.

Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе усилий натяга болтов. Для снижения влияния остаточных деформаций рекомендуется в болтовых соединениях использовать пружинные шайбы.

6.1.5.3 Переходное сопротивление контактирующих

поверхностей. Это сопротивление образуется посредством токоведущих частей, стянутых несколькими болтами и определяется следующим образом:

22

2 kпх(1 3αθд)

Rк m(0,102Pк.табл)n Ом,

где kпх – коэффициент, зависящий от материала и состояния поверхности контактирующих поверхностей (табл. 5), Ом∙кгn; n – коэффициент соприкосновения для линейного контакта находится в приделах 0,5-0,7.

Таблица 5

Коэффициент, зависящий от материала и состояния поверхности контактов

Материал	kпх 10 3
медь-медь	0,24
алюминий-алюминий	0,3

6.1.5.4 Омическое сопротивление контакта. Сопротивление Rк1

отличается от сопротивления прямого участка контактирующих частей за счет искривления линий тока в месте контактирования. Это приводит к повышению сопротивления контактного соединения,

которое учитывается поправочным коэффициентом kс

Rк1 kс ρq0l Ом,

где kс – поправочный коэффициент (рис.2); l – длина контактного

соединения

l Sb1 мм;

kс аl .

23