CÔNG TẮC TƠ, chương 10 pdf

Chương 10: Tính và dựng đặc tính cơ ĐặC ĐIểM CủA CƠ CấU Khác với cơ cấu trong máy điện quay các cơ cấu trong khí cụ điện nói chung và trong công tắc tơ nói riêng chỉ chuyển động trong mộ

Chương 10: Tính và dựng đặc tính

cơ

ĐặC ĐIểM CủA CƠ CấU

Khác với cơ cấu trong máy điện quay các cơ cấu trong khí cụ

điện nói chung và trong công tắc tơ nói riêng chỉ chuyển động trong một giới hạn nhất định đ-ợc hạn chế bởi các cữ chặn

Khi nghiên cứu cơ cấu công tắc tơ ta chủ yếu khảo sát 2 quá trình

+.Quá trình đóng tiếp điểm

+.Quá trình ngắt tiếp điểm

Quá trình đóng của công tắc tơ thì lực hút điện từ phải thắng đ-ợc các lực phản của lò xo Ng-ợc lại quá trình ngắt của công tắc tơ thì các lực phản của quá trình đóng trở thành lực hút điện từ

Yêu cầu cơ bản đối với cơ cấu:

Đảm bảo trị số cần thiết của các thông số động lực học của cơ cấu chấp hành nh-: hành trình, độ mở, độ lún…

Lực chuyển động của cơ cấu đảm bảo việc đóng và ngắt của cơ cấu chấp hành khi làm việc dài hạn hay ngắn mạch

Tốc độ của cơ cấu phải đảm bảo thực hiện đúng chức năng Cơ cấu cần đảm bảo thời gian tác động ở mức cần thiết

Ngoài 4 yêu cầu cơ bản trên còn một số yêu cầu khác tùy thuộc vào các tr-ờng hợp sử dụng

A Tính toán cơ cấu:

I Sơ đồ động.

Theo trang 147 - quyển 1 ta có:

Trạng thái: ( = 0) Trạng thái ( = m + 1)

Trong đó:

: khe hở không khí giữa thân và phần ứng

Ftđcc: lực ép tiếp điểm chính cuối lò xo tiếp điểm chính tạo nên

Flxnc: lực ép cuối của lò xo nhả

Fđt: lực hút điện từ

Flxnđ: lực ép đầu của lò xo nhả

Flxnc + Ftđcc + Gđ

Fđf

Flxnc + Gđ

Ftđf : lực ép tiếp điểm phụ th-ờng mở.

Ftđf : lực ép tiếp điểm phụ th-ờng đóng

II Tính lò xo tiếp điểm chính :

Lò xo tiếp điểm chính có tác dụng sinh ra lực ép tiếp điểm khi đóng nhằm làm giảm điện trở tiếp xúc (Rtx) đồng thời khắc phục sự hao mòn tiếp điểm

1 Chọn kiểu và vật liệu lò xo :

Kiểu lò xo phụ thuộc vào sơ đồ động và kết cấu của công tắc tơ và phụ thuộc vào việc chọn vật liệu lò xo

Dựa vào công dụng của khí cụ điện để chọn vật liệu lò xo có ứng xuất cho phép cao hay thấp Đối với công tắc tơ làm việc với tần số

đóng ngắt lớn có tính chống ăn mòn, tuổi thọ cao

Theo bảng (4-1)- quyển 1 ta chọn vật liệu là thép các bon lò xo kiểu xoắn hình trục chịu nén Kí hiệu I B có các thông số kỹ thuật sau:

[k] = 2650 (N/mm2) Độ bền giới hạn khi kéo

[đh] = 800 (N/mm2) Độ bền giới hạn đàn hồi

[u] = 930 (N/mm2) Giới hạn cho phép khi uốn

[X] = 580 (N/mm2 ) Giới hạn cho phép khi xoắn

E= 200 103 (N/mm2) Modul đàn hồi

G = 80 103 (N/mm2) Môđun tr-ợt

 = (0,19  0,22) 10-6 (m) Điện trở suất

2 Lực lò xo của tiếp điểm chính :

Lực ép tiếp điểm chính cuối: Ftđcc = Ftđq= 6 (N)

Theo trang 154 - quyển 1 ta có lực ép tiếp điểm chính đầu :

Ftđcđ = k Ftđcc

Trong đó: k = (0,5  0,7) chọn k = 0,6

Nên lực ép tiếp điểm chính đầu: Ftđcđ = 0,6 Ftđcc = 0,6 6 = 3,6 (N)

Do cấu tạo của hệ thống tiếp điểm là 1 pha có 2 chỗ ngắt cho nên 1 lò xo theo cấu tạo chịu lực t-ơng ứng 2 tiếp điểm

Vậy Ftđcc = Fmax = 2 6 = 12 (N)

Ftđcđ = Fmin = 2 3,6 = 7,2 (N)

3 Tính toán đ-ờng kính dây quấn lò xo :

Theo công thức (19 - 6)- quyển 2

[ ]x

k c F 6 , 1

d

δ

Ăí

Trong đó:

d: đ-ờng kính dây dẫn lò xo (mm)

[x] = 580 (N/mm2) : giới hạn cho phép khi xoắn

c = 10 : là chỉ số lò xo (nó đặc tr-ng cho độ cong của các vùng lò xo)

D: đ-ờng kính trung bình lò xo

k : hệ số xét đến độ cong của dây lò xo

Theo trang 134 - quyển 2 ta chọn : c = 10  k = 1,14

F = Ftđcc = 12 (N) : lực ép tiếp điểm chính cuối

Vậy đ-ờng kính dây quấn lò xo: = 0 , 78 ( mm ).

580

14 , 1 10 12 6 , 1

d Ăí

Chọn đ-ờng kính dây quấn lò xo d = 0,8 (mm)

Nên đ-ờng kính trung bình của lò xo: D = c d = 10 0,8 = 8 (mm)

4 Tính số vòng lò xo tiếp điểm chính:

Theo công thức (19-7)- quyển 2 ta có số vòng lò xo:

).

vòng ( F c 8

f d G

=

Δ

Trong đó: F = Fmax- Fmin = 12 - 7,2 = 4,8 (N)

G = 8 103 (N/mm2): môđun tr-ợt

d = 0,8 (mm): đ-ờng kính dây quấn lò xo

f = l = 3 (mm): khoảng lún lò xo

Nên số vòng của lò xo tiếp điểm chính:

).

vòng ( 5

= 8 , 4 10 8

3 8 , 0 10 80

=

3

chọn W = 5 (vòng)

Số vòng toàn bộ lò xo:W0 = W + 1 = 5 + 1 = 6 (vòng)

L0

+ Chuyển vị trí lớn nhất của lò xo khi ch-a chịut ải tới khi chịu tải max

Theo công thức (19 - 3)- quyển 2:

).

mm ( 5 , 7

= 8 , 0 10 80

12 5 8 8

= d

G

F W D 8

3

4 max 3

max

λ

Trong đó: Fmax = 12 (N): lực ép tiếp điểm chính cuối

G = 80 103 (N/mm2): môđun tr-ợt

+ B-ớc của lò xo khi ch-a chịu tải:

Theo công thức (19 - 12 - quyển 2

).

mm ( 8 , 2

= 5

5 , 7 2 , 1 + 1

= W

2 , 1 + d

=

5 Tính chiều dài tự do của lò xo:

Theo công thức (19 - 11) và (19 - 12)- quyển 2 ta có:

l0 = (W0 - 0,5) d + W (t - d)

l0 = (6 - 0,5) 0,8 + 5 (2,8-1) = 14,4 (mm)

+ Kiểm nghiệm lại lò xo với độ lún đã chọn

).

mm ( d

G

W F D 8

3

lx

Δ λ

Trong đó: F = Fmax- Fmin = 12- 7,2 = 4,8 (N)

).

mm ( 3

= 8 , 0 10 80

5 8 , 4 8 8

3

lx

λ

So sánh với độ lún đã chọn là phù hợp.Vậy lò xo đảm bảo độ lún + Kiểm nghiệm ứng suất khi xoắn :

Theo công thức (4 - 28)- quyển 1

mm / N ( 08 , 191

= 8 , 0 14 , 3

8 8 , 4 8

= d

D F 8

3 3

x

π

Δ δ

Vậy ứng suất khi xoắn tính toán x < [x] = 580 (N/mm2) nên lò xo

đảm bảo độ bền cơ