Thiết kế công tắc tơ xoay chiều 3 pha kiểu điện từ

Bản thuyết minh I chương II chọn phương án kết cấu I.Yêu cầu thiết kế. Thiết kế công tắc tơ xoay chiều 3 pha kiểu điện từ. - Tiếp điểm chính : Iđm = 65A; Uđm = 400V - Số lượng : 3 tiếp điểm thường mở. - Tiếp điểm phụ : Iđmơ =5A ; Uđm = 400V - Số lượng . : 2 thường đóng, 2 thường mở. - Nam châm điện : Uđm = 220V; f = 50Hz - Tuổi thọ : Điện: 106 lần đóng cắt. - Làm việc liên tục : cách điện cấp C. II.Lựa chọn phương án kết cấu. 1.Lựa chọn kết cấu: Công tắc tơ xoay chiều kiểu điện từ dùng nam châm điện có mạch từ hình chữ E hay chữ  có nắp quay quanh trục hay chuyển động tịnh tiến theo kiểu hút ống. Ta không dùng kiểu quay trên một cạnh vì nắp NCĐ xoay chiều to, nặng và kẽ hở không khí chính lớn. Mạch từ hình chữ E kiểu quay cho đặc tính hút tốt hơn kiểu hút thẳng nhưng kiểu hút thẳng có thể tận dụng được trọng lượng của nắp khi ngắt. Mặt khác loại này có đặc tính lực hút tương đối lớn và có dạng gần trùng với đặc tính cơ nên giảm rung tốt, hành trình chuyển động tương đối nhanh, thời gian chuyển động ngắn. Từ thông rò của nó sinh ra lực phụ làm tăng lực hút. Kết cấu mạch loại này đơn giản. Tuy nhiên NCĐ xoay chiều kiểu chữ E, hút thẳng có phần ứng chuyển động một phần trong lòng ống dây có nhược điểm là bội số dòng điện lớn ( 10  15 ) so với các mạch từ khác do kẽ hở không khí lớn hơn. Từ những ưu điểm vượt trội đó ta chọn kết cấu NCĐ hình chữ E, kiểu hút thẳng có phần ứng chuyển động một phần trong lòng ống dây. 2.Lựa chọn sơ bộ hệ thống tiếp điểm: Theo yêu cầu thiết kế tiếp điểm chính có: Iđmơ = 180 A, Uđm = 400 V, ta chọn tiếp điểm kiểu cầu, hai chỗ ngắt. Nó phù hợp NCĐ hút thẳng. Loại tiếp điểm này có ưu điểm là khả năng ngắt lớn, không cần dây nối mềm, dễ dàng cho việc dập hồ quang. 3.Lựa chọn sơ bộ hệ thống dập hồ quang: Ta chọn buồng dập hồ quang kiểu dàn dập đặt tiếp điểm bắc cầu, hai chỗ ngắt. Kiểu này có ưu điểm: khi hồ quang xuất hiện thì dưới tác động của lực điện động ( bao gồm lực điện động do kết cấu mạch vòng dẫn điện lực do các tấm dập bằng vật liệu dẫn từ bị nhiễm từ tác dụng lên dòng điện hồ quang ), hồ quang di chuyển vào buồng ngăn và bị chia thành nhiều đoạn ngắn, nhiệt độ hồ quang cũng giảm xuống do tiếp xúc với các tấm dập. Kết quả hồ quang nhanh chóng được dập tắt. III.Thành lập sơ đồ động. Sơ đồ động được minh hoạ như hình vẽ ( trang 8 ). Trong đó : 1 - Giá phần động. 2 - Lò xo tiếp điểm. 3 - Tiếp điểm động. 4 - Tiếp điểm tĩnh. 5 – Nắp nam châm điện. 6 – Lò xo nhả. 7 – Thân ( lõi ) nam châm điện. Bản thuyết minh II Mục lục Lời nói đầu 1 Chương I : Giới thiệu chung về công tắc tơ Chương II : Cấu tạo và nguyên lý Chương III : Mạch vòng dẫn điện Chương IV : Đặc tính cơ Chương V : Nam châm điện Chương VI : Buồng dập hồ quang Bản thuyết minh III Mục lục Trang Lời nói đầu 1 Phần I: phân tích chọn phương án-chọn kết cấu 4 A. khái niệm chung 4 I. khái niệm về công tắc tơ 4 Ii. phân loại 4 iii. các yêu cầu đối với công tắc tơ 4 iv. cấu tạo của công tắc tơ 5 v. nguyên lý hoạt động 5 b. phân tích chọn phương án kết cấu 5 i. mạch từ 6 ii. tiếp điểm 6 iii. hồ quang điện 7 iv. nam châm điện 8 C. chọn khoảng cách cách điện 9 Phần ii: thiết kế tính toán mạch vòng dẫn điện 11 a. mạch vòng dẫn điện chính 11 i. thanh dẫn 12 i.1 tính toán thanh dẫn động 12 1.Chọn vật liệu thanh dẫn 12 2.Tính toán thanh dẫn làm việc ở chế độ dài hạn 13 3.Kiểm nghiệm lại thanh dẫn 14 i.2 tính toán thanh dẫn tĩnh 17 ii. vít đầu nối 17 ii.1 yêu cầu đối với đầu nối 17 ii.2 chọn dạng kết cấu đầu nối 18 ii.3 tính toán đầu nối 18 iii. tiếp điểm 19 iii.1 yêu cầu của tiếp điểm 19 iii.2 chọn kết cấu và vật liệu làm tiếp điểm 20 iii.3 tính toán tiếp điểm 20 1. Chọn kích thước cơ bản 20 2. Lực ép tiếp điểm tại chỗ tiếp xúc 21 3. Tính điện trở tiếp xúc 23 4. Tính điện áp rơi trên điện trở tiếp xúc 24 5. Tính nhiệt độ tiếp điểm 24 6. Tính điện trở tiếp xúc 25 7. Dòng điện hàn dính tiếp điểm 25 iv. độ mở độ lún tiếp điểm 27 1. Độ mở 27 2. Độ lún 28 v. độ rung tiếp điểm 28 1. Xác định trị số biên độ rung 28 2. Xác định thời gian rung tiếp điểm 29 vi. sự ăn mòn tiếp điểm 30 1. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự ăn mòn tiếp điểm 30 2. Tính toán độ mòn của tiếp điểm 30 b. mạch vòng dẫn điện phụ 31 i. thanh dẫn 31 i.1 thanh dẫn động 32 1. Chọn vật liệu thanh dẫn 32 2. Tính toán thanh dẫn làm việc ở chế độ dài hạn 32 3. Tính toán kiểm nghiệm lại thanh dẫn 33 I.2 tính toán thanh dẫn tĩnh 35 ii. tính đầu nối 36 1 Chọn dạng mối nối 36 2. Tính toán vít đầu nối 36 iii. tính toán tiếp điểm 37 iiI.1 chọn dạng kết cấu và vật liệu làm tiếp điểm 37 iii.2 tính toán tiếp điểm 37 1. Chọn kích thước cơ bản 37 2. Tính lực ép tiếp điểm tại chỗ tiếp xúc 38 3. Tính điện trở tiếp xúc 39 4. Tính điện áp rơi trên điện trở tiếp xúc 40 5. Tính nhiệt độ tiếp điểm 40 6. Tính nhiệt độ tiếp xúc 41 7. Dòng điện hàn dính 42 iii. độ mở- độ lún tiếp điểm 43 iv. độ rung của tiếp điểm 44 1. Xác định trị số biên độ rung 44 2. Thời gian rung tiếp điểm 45 vi. sự ăn mòn của tiếp điểm 45 Phần iii: tính và dựng đặc tính cơ 47 a. tính toán cơ cấu 47 i. sơ đồ động 47 ii. lò xo tiếp điểm chính 48 1. Chọn kiểu và vật liệu làm lò xo 48 2. Lực lò xo của tiếp điểm chính 49 3. Tính toán đường kính dây quấn lò xo 49 4. Tính số vòng lò xo tiếp điểm chính 50 5. Tính chiều dài tự do của lò xo 51 iii. lò xo tiếp điểm phụ 51 1. Lực lò xo tiếp điểm phụ 51 2. Tính toán đường kính dây quấn lò xo 52 3. Tính số vòng lò xo tiếp điểm phụ 52 4. Tính chiều dài tự do của lò xo 53 iv. lò xo nhả 54 1. Tính lực lò xo nhả đầu và nhả cuối 54 2. Đường kính dây quấn lò xo nhả 54 3. Tính số vòng lò xo nhả 55 4. Tính chiều dài tự do của lò xo 56 b. dựng đường đặc tính cơ 56 Phần iv: tính toán nam châm điện 59 i. tính toán sơ bộ nam châm điện 59 1. Chọn dang kết cấu 59 2. Chọn vật liệu 60 3. Chọn từ cảm, hệ số từ rò, hệ số từ tản 60 4. Xác định thông số chủ yếu và kích thước nam châm điện 60 5. Xác định kích thước cuộn dây 62 ii. tính toán kiểm nghiệm nam châm 66 1. Sơ đồ thay thế 66 2. Tính từ dẫn khe hở không khí 67 3. Xác định từ thông và từ cảm tại  = th 71 4. Xác định thông số cuộn dây 73 5. Tính toán vòng ngắn mạch chống rung 74 6. Hệ số tỏa nhiệt vòng ngắn mạch 79 7. Tổn hao trong lõi thép 80 8. Tính dòng điện trong cuộn dây 81 9. Tính toán nhiệt dây quấn nam châm điện 83 10. Tính và dựng đặc tính lực hút 85 11. Tính toán gần đúng thời gian tác động và thời gian nhả 87 Phần v: tính toán buồng dập hồ quang 90 i. khái niệm chung 90 ii. các yêu cầu của buồng dập hồ quang 90 iii. tính toán buồng dập hồ quang 91 1. Chọn kết cấu và vật liệu làm buồng hồ quang 91 2. Số lượng tấm 92 3. Kiểm tra điều kiện xảy ra quá trình dao động 93 4. Thời gian cháy của hồ quang 93 5. Kiểm tra quá trình dập tắt hồ quang 95

doc71 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2844 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế công tắc tơ xoay chiều 3 pha kiểu điện từ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
quang ). B.Yªu cÇu ®èi víi m¹ch vßng dÉn ®iÖn. Cã ®iÖn trë suÊt nhá, dÉn ®iÖn tèt, tæn hao ®ång nhá. BÒn víi m«i tr­êng. Cã ®é cøng, v÷ng tèt. Lµm viÖc ë chÕ ®é sù cè trong thêi gian cho phÐp. Cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ thiÕt kÕ, chÕ t¹o, l¾p r¸p, thay thÕ. C.m¹ch vßng dÉn ®iÖn chÝnh. I.Thanh dÉn. 1.Yªu cÇu ®èi víi thanh dÉn: Cã ®iÖn trë suÊt nhá, dÉn ®iÖn tèt. DÉn nhiÖt tèt, chÞu ®­îc nhiÖt ®é cao. Cã ®é bÒn c¬ khÝ cao, chÞu mµi mßn tèt. ChÞu ®­îc ¨n mßn ho¸ häc tèt, Ýt bÞ «xi ho¸. KÕt cÊu ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh rÎ. 2.Chän vËt liÖu: Tõ nh÷ng yªu cÇu trªn ®èi víi thanh dÉn, tra b¶ng 2-22 ( trang 81- Nh÷ng h»ng sè vËt lÝ cña vËt dÉn th«ng dông trong khÝ cô ®iÖn ) vµ so s¸nh c¸c ­u nh­îc ®iÓm, ta chän vËt liÖu lµm thanh dÉn lµ ®ång kÐo nguéi. C¸c th«ng sè kü thuËt cña ®ång kÐo nguéi: Ký hiÖu ML-TB Tû träng (g) 8,9 g/cm3 NhiÖt ®é nãng ch¶y (qnc) 10830C §iÖn trë suÊt ë 200C (r20) 1,58.10-8 Wm §é dÉn nhiÖt (l) 3,9 W/cm 0C §é cøng Briven (HB) 80 ¸ 120 kG/cm2 HÖ sè nhiÖt ®iÖn trë (a) 0,0043 1/ 0C NhiÖt ®é cho phÐp cÊp A ([qcp]) 950 C §é dÉn nhiÖt 3,9 W/cmoC 3.Chän d¹ng thanh dÉn: Chän d¹ng thanh dÉn cã tiÕt diÖn ch÷ nhËt, chiÒu réng a, chiÒu dµy b: b b a l a Ii.TÝnh to¸n thanh dÉn ë chÕ ®é dµi h¹n. 1.Thanh dÉn tÜnh. a.KÝch thøoc thanh dÉn KÝch th­íc thùc : a=10(m.m). b=2(m.m) . b.TÝnh t«®: Tõ c«ng thøc niut¬n: R=K TST (q«® - qo)= KTSTt«® trong ®ã: KT :HÖ sè t¶n nhiÖt. ST :TiÕt diÖn t¶n nhiÖt cña thanh dÉn.ST=2(a+b)l. R :C«ng suÊt t¶n nhiÖt cña thanh dÉn. q«® :NhiÖt ®é lµm viÖc æn ®Þnh cña thanh dÉn. qo :NhiÖt ®é cña m«i tr­êng. ta cã: I®mRq Kf = K TST (q«® - qo). trong ®ã: Rq :§iÖn trë cña thanh dÉn ë nhÖt ®é æn dÞnh.[W]. rq :®iÖn trë suÊt cña vËt liÖu ë nhiÖt ®é æn ®Þnh[W.m]. S :tiÕt diÖn cña thanh dÉn.S=ab[m2]. l :chiÒu dµi cña thanh dÉn[m]. Ta cã: chän: Kf=1,03;KT=8[W/oCm2];a=10[m.m];b=2[m.m] ;I®m=65[A]. Thay sè ta cã: Û Thay : rq= r(20oC)[1+a(q«®-20)]. t«® = q«® - qmt . Ta cã: Chän qmt=40oCÞ: q«® = 63,43oC »64oC. VËy gi¸ trÞ: t«® = q«®-qmt=64 - 40=24oC. c.KiÓm nghiÖm mËt ®é dßng ®iÖn dµi h¹n: MËt ®é dßng ®iÖn ch¹y qua thanh dÉn ë chÕ ®é dµi h¹n lµ: < [j] =2 ¸ 4 A/mm2 ® tho¶ m·n yªu cÇu. d. KiÓm nghiÖm thanh dÉn ë chÕ ®é ng¾n m¹ch: §é bÒn nhiÖt cña khÝ cô ®iÖn lµ tÝnh chÊt chÞu ®ùng ®­îc sù t¸c dông nhiÖt cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch trong thêi gian ng¾n m¹ch. Nã ®­îc ®Æc tr­ng b»ng dßng ®iÖn bÒn nhiÖt, lµ dßng ®iÖn dßng ®iÖn mµ ë gi¸ trÞ ®ã thanh dÉn ch­a bÞ biÕn d¹ng. MËt ®é dßng ®iÖn ch¹y qua thanh dÉn ë chÕ ®é ng¾n m¹ch lµ: jnm = ( trang 314- TKKC§HA ) Trong ®ã : tnm = tbn : thêi gian ng¾n m¹ch hay thêi gian bÒn nhiÖt. Anm = Abn : h»ng sè tÝch ph©n øng víi ng¾n m¹ch hay bÒn nhiÖt. A® : h»ng sè tÝch ph©n øng víi nhiÖt ®é ®Çu. Tra ®å thÞ h×nh 6-6, trang 315- TKKC§H, ta cã : øng víi nhiÖt ®é ban ®Çu q® = 640C cã A® =1,15 .104 A2s/mm4, øng víi nhiÖt ®é bÒn nhiÖt cña ®ång qbn = 2500C cã Abn =3,5 .104 A2s/mm4 tnm jnm (A/mm2) [jnm]cp (A/mm2) 3s 88.51 94 10s 48,48 51 VËy mËt ®é dßng ®iÖn cña thanh dÉn khi x¶y ra ng¾n m¹ch nhá h¬n mËt ®é dßng ®iÖn cho phÐp, nªn thanh dÉn cã thÓ chÞu ®­îc ng¾n m¹ch. KÕt qu¶ kiÓm nghiÖm cho thÊy thanh dÉn víi tiÕt diÖn 10x2 mm2 tho¶ m·n hoµn toµn c¸c ®iÒu kiÖn vÒ nhiÖt vµ ®iÖn ë c¸c chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau nh­ trªn. 2. TÝnh to¸n tiÕp ®iÓm thanh dÉn tÜnh. a.Néi dung tÝnh to¸n. TiÕp ®iÓm cÇn tÝnh lµ tiÕp ®iÓm kiÓu cÇu, 1pha 2 chç ng¾t.Néi dung tÝnh to¸n bao gåm: - X¸c ®Þnh ®é më tiÕp ®iÓm [ m ]. - X¸c ®Þnh ®é lón tiÕp ®iÓm [ l ]. - Chän vËt liÖu tiÕp ®iÓm. - TÝnh lùc Ðp tiÕp ®iÓm. - TÝnh ®iÖn trë tiÕp xóc. - TÝnh nhiÖt ®é tiÕp ®iÓm t¹i chç tiÕp xóc. - X¸c ®Þnh dßng ®iÖn hµn dÝnh. - TÝnh biªn ®é vµ thêi gian rung. - ¡n mßn tiÕp ®iÓm. b. TÝnh to¸n chi tiÕt. Chän vËt liÖu lµm tiÕp ®iÓm: - Yªu cÇu cña vËt liÖu lµm tiÕp ®iÓm : + §iÖn trë suÊt vµ ®iÖn trë tiÕp xóc bÐ. + TÝnh dÉn nhiÖt vµ nhiÖt ®é nãng ch¶y cao. + Ýt bÞ «xi ho¸. + Khã hµn dÝnh. + §é cøng cao, Ýt bÞ ¨n mßn c¬. + §Æc tÝnh c«ng nghÖ tèt. + Gi¸ thµnh h¹. - Víi yªu cÇu thiÕt kÕ, ta chän vËt liÖu lµ kim lo¹i gèm ( B¹c- Niken- Than ch×) cã c¸c th«ng sè: + Ký hiÖu : KM K- A32. + Tû träng : 8,7 ( g/ cm3). + NhiÖt ®é nãng ch¶y: 3400 0C. + §iÖn trë suÊt ë 20 0C : 3,5x10-5 ( W.mm ). + §é dÉn nhiÖt : 3,25 (W/ cm.0C). + Tû träng nhiÖt : 0,234 (W.s/ cm.0C). + §é cøng Briven : 45 ¸ 65 ( kg.mm2 ). + HÖ sè nhiÖt ®iÖn trë : 3,5x10 §é më tiÕp ®iÓm: - §é më tiÕp ®iÓm lµ kho¶ng c¸ch gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh ë vÞ trÝ ng¾t cña c«ng t¾c t¬. - §é më tiÕp ®iÓm lín th× hå quang bÞ kÐo dµi vµ dÔ bÞ dËp t¾t nh­ng l¹i lµm t¨ng hµnh tr×nh cña c¬ cÊu. V× vËy cÇn ph¶i chän ®é më cña tiÕp ®iÓm mét c¸ch hîp lý. - Sè liÖu thùc tÕ ®o ®­îc : m = 4 [ mm ]. §é lón tiÕp ®iÓm: - §é lón cña tiÕp ®iÓm lµ qu·ng ®­êng mµ tiÕp ®iÎm ®éng ®i thªm ®­îc nÕu kh«ng bÞ tiÕp ®iÓm tÜnh c¶n l¹i. §é lón cÇn ph¶i cã ®Ó cã lùc Ðp tiÕp ®iÓm vµ duy tr× kh¶e n¨ng lµm viÖc cña thiÕt bÞ khi tiÕp ®iÓm bÞ ¨n mßn. - §é lón thùc tÕ ®o ®­îc : l = 2,5 [ mm ] KÝch th­íc tiÕp ®iÓm: TiÐp ®iÓm cã d¹ng h×nh trô trßn cã th«ng sè thùc tÕ nh­ sau: - §­êng kÝnh tiÕp ®iÓm : d = 8 [ mm ]. - ChiÒu cao tiÕp ®iÓm : h = 2 [ mm ]. TÝnh lùc Ðp tiÕp ®iÓm: Cã hai ph­¬ng ph¸p ®Ó x¸c ®Þnh lùc Ðp tiÕp ®iÓm lµ lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm: - Theo thùc nghiÖm, ta cã c«ng thøc Ft® = ft® .I®m. - Tra b¶ng 2-17 TLLK ta chän ®­îc: ft® = 7 ( g/ A ). Ft® = 7.65 = 455[g] »4,6 ( N ). - Theo lý thuyÕt : + Dùa vµo viÖc kh¶o s¸t nhiªt tr­êng vµ ®iÖn tr­êng cña thanh dÉn ®Æc, dµi v« h¹n, cã nguån nhiÖt ë ®Çu tiÕp xóc víi thanh dÉn kh¸c, ta cã c«ng thøc sau: Trong ®ã: A: H»ng sè Even; A = 2,3.10-8. HB: §é cøng Briven; chän HB = 50 ( kg/ mm2 ). l: HÖ sè dÉn nhiÖt cña thanh dÉn. Tra b¶ng (2-13- TLTKKCHA) víi vËt liÖu lµ ®ång kÐo nguéi ta cã l = 3,8 (W/ cm.0C). Tt® : NhiÖt ®é tuyÖt ®èi cña thanh dÉn ë chç xa n¬i tiÕp xóc. Chän Tt® lµ nhiÖt ®é cho phÐp Tt® = 273+ 64 = 337 ( 0K ). Ttx : NhiÖt ®é chç tiÕp xóc, th­êng lÊy Ttx = Tt® + ( 5 ¸ 10 0) K. VËy ta chän Ttx = 347 ( 0K ). thay sè ta cã : . *So s¸nh lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm ta thÊy Ft® thùc nghiÖm lín h¬n rÊt nhiÒu, VËy ta chän Ft® = 4,6 ( N ) . TÝnh ®iÖn trë tiÕp xóc: Ta cã c«ng thøc: Trong ®ã : m = 0,5: TiÕp xóc gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm lµ tiÕp xóc ®iÓm. Ktx: HÖ sè kÓ ®Õn sù ¶nh h­ëng cña vËt liÖu vµ t¹ng th¸i bÒ mÆt cña tiÕp ®iÓm.Tra b¶ng trang 59 ( TL1) : Víi vËt liÖu kim lo¹i gèm th× cã: Ktx = (0,2¸ 0,3).10-3. Chän Ktx = 0,25-3. Thay sè ta cã: HiÖu ®iÖn thÕ t¹i n¬i tiÕp xóc: Utx = Rtx.I®m = 0,4.10-3.65 = 26 ( mV). *Yªu cÇu ®èi víi c«ng t¾c t¬ £ 1000V lµ ®iÖn ¸p tiÕp xóc r¬i trªn tiÕp ®iÓm lµ (2¸ 30 ) (mV).VËy gi¸ trÞ Rtx = ë trªn phï hîp víi yªu cÇu thùc tÕ. TÝnh nhiÖt ®é tiÕp ®iÓm t¹i chç tiÕp xóc: Tæn hao nhiÖt trªn tiÕp ®iÓm chia lµm hai phÇn gåm: to¶ ra m«i tr­êng vµ lµm nãng tiÕp ®iÓm. NhiÖt ®é t¹i chç tiÕp xóc cña tiÕp ®iÓm ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: q0 : NhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh (q0 = 40 0C ). I®m : Dßng ®iÖn ®Þnh møc ( I®m = 65 A ). Rtx : §iÖn trë tiÕp xóc (Rtx = 0,4.10-3 ). r : §iÖn trë suÊt cña vËt liÖu lµm tiÕp ®iÓm. Tra b¶ng (2-13- TLTKKC) cã r = 3,5.10-9 W.m. S : TiÕt diÖn tiÕp ®iÓm : R : §iÖn trë tiÕp ®iÓm: Kt : HÖ sè to¶ nhiÖt bÒ mÆt cña thanh dÉn. Kt = 8 (W/ m2 ). l : HÖ sè dÉn nhiÖt. l = 3,25 (W/ m ). P : Chu vi tiÕp ®iÓm: P = P.d = 3,14.8.10-3 = 25,12.10-3 ( m ). Thay sè ta cã : X¸c ®Þnh dßng ®iÖn hµn dÝnh: Theo lý thuyÕt, ta cã thÓ x¸c ®Þnh dßng ®iÖn hµn dÝnh theo 1 trong 2 c«ng thøc sau: §Ó ®¬n gi¶n ta sö dông c«ng thøc 2: Trong ®ã: fnc lµ hÖ sè nãng ch¶y, fnc = 2 ¸ 4 vµ cµng lín nÕu vËt liÖu cµng mÒm. Ta chän fnc = 4. A: H»ng sè øng víi t­ng lo¹i vËt liÖu (A/ N0,5): Trong ®ã: r0 : §iÖn trë suÊt cña vËt liÖu tiÕp ®iÓm ë 00C. a : HÖ sè nhiÖt ®iÖn trë. a = 3,5.10-3[1/oC]. l : HÖ sè dÉn nhiÖt.l = 3,25 (W/cm) = 325 (W/m). HB : §é cøng Brunmen ë 0 0C,HB = 50 kg/ mm2. qnc : NhiÖt ®é nãng ch¶y cña tiÕp ®iÓm.qnc = 3400 0C. Thay sè ta cã: VËy: Theo thùc nghiÖm : -Theo c«ng thøc Butloªvit, cã thÓ tÝnh ®­îc mét c¸ch s¬ bé dßng ®iÖn hµn dÝnh ban ®Çu cña tiÕp ®iÓm theo lùc Ðp tiÕp ®iÓm: tra b¶ng 2-19 TLTKKC ta ®­îc:Khd = 1000 (A/ kg). Thay sè ta cã: * So s¸nh dßng ®iÖn hµn dÝnh tiÕp ®iÓm theo lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm ta thÊy dßng diÖn hµn dÝnh tiÕp ®iÓm theo lý thuyÕt lín h¬n thùc nghiÖm. VËy ta chän Ihdtd = 678 (A). * So s¸nh víi Inm: víi Inm = 10.Idm = 10.65 =650 ( A ), ta thÊy Inm < Ihdtd , vËy tiÕp ®iÓm kh«ng bÞ hµn dÝnh nagy c¶ khi bÞ ng¾n m¹ch. TÝnh biªn ®é vµ thêi gian rung: - Khi ®ãng tiÕp ®iÓm, thêi ®iÓm b¾t ®Çu tiÕp xóc cã xung lùc va ®Ëp c¬ khÝ gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh g©y nªn hiÖn t­îng rung tiÕp ®iÓm. TiÕp ®iÓm ®éng bÞ bËt trë l¹i víi mét biªn ®é nµo ®ã råi l¹i tiÕp tôc va ®Ëp. Qu¸ tr×nh tiÕp xóc råi l¹i t¸ch rêi gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh x¶y ra mét thêi gian mét thêi gian th× kÕt thóc, chuyÓn sang tr¹ng th¸i tiÕp xóc æn ®Þnh. - §å thÞ biÓu diÔn qu¸ tr×nh rung: Theo c«ng thøc trang 72_ TLTKKCHA,coong thuws tinys xm ,tm víi tiÕp ®iÓm cÇu lµ: Trong ®ã : -md: Khèi l­îng phµn ®éng. TÝnh md : Md=. Trong ®ã: -Gd=Idm.mc.Chän mc=9.4 ÞGd=9.4.65=611 [g.m/s2] Þmd=611/10=6.11 [g]. -vd:vËn tèc tiÕp ®iÓm khi va ch¹m,chän vd=0.1[m/s]. -Kv:HÖ sè va ch¹m(phô thuéc vµo vËt lieeuj tiÕp diÓm).Tra b¶n 72 víi vËt liÖu b¹c vµ hîp kim cã Kv=0.9. -Ft®®:Lùc Ðp tiÕp ®iÓm ®Çu.Theo kinh nghiÖm Ft®®=0.5.Ft®c=0.5.4.6=2.3. Thay sè ta cã: Xm vµ tm ë trªn ®uîc tÝnh øng víi khèi l­îng phÇn ®éng cña mét tiÕp ®iÓm.V× c«ng t¾c t¬ cã ba tiÕp ®iÓmÞ: * Theo c«ng thøc (4-27_TLTKKCHA) tæng thêi gian rung lµ:tå=(1.5-1.8)2.tm.Chän tå=1.8.2.tm=1.8.2.0.57=2.1 [s].V× tå >0.3s lµ thêi gian rung dÓ cã thÓ bá qua ®é rung cña c«ng t¾c t¬,vËy dé rung la d¸ng kÓ,ta ph¶i dïng lß so ho·n xung dÓ gi¶m ®é rung nµy. ¨n mßn tiÕp ®iÓm. - Yªu c©u ®èi víi tiÕp ®iÓm sau sè lÇn ®ãng c¾t n nhÊt ®Þnh lµ: Vmßn/Vt® £70%. - Theo c«ng thøc cña Ku®¬nhÏp«p(TLTKKCHA-trang79) khèi l­îng bÞ ¨n mßn cña tiÕp ®iÓm bÞ ¨n mßn sau mét lÇn ®ãng c¾t lµ: Trong®ã : -Kk®:HÖ sè mßn kh«ng ®ång ®Òu.Theo TLTKKCHA-tr79 víi dßng xoay chiÒu Kk® =1.1-2.5,chän Kk® =1.3. -K®,Kng:HÖ sè mßn khi ®ãng c¾t.Tra b¶ng (2-21-TLTKKCHA) víi vËt liÖu b¹c dßng 65 (A) m«i tr­êng kh«ng khÝ ta cã: K®=Kng=0.001(g/A2). -I®:Dßng ®iÖn ®ãng,chä Id=10.I®m=650 (A). -Ing:Dßng ®iÖn ng¾t,chän Ing=I®m=65 (A). Thay sè ta cã: Tæng khèi l­îng kim lo¹i bÞ ¨n mßn sau 106 lkÇn ®ãng c¾t lµ: Gm=555.10-9.106=0.555(g). ThÓ tÝch ¨n mßn sau 106 lÇn ®ãng c¾t lµ: Thay sè ta cã : * VËy dé mßn tiÕp ®iÓm n»m trong vïng cho phÐp sau 106 lÇn ®ãng c¾t. 3.Thanh dÉn ®éng. H×nh d¹ng,kÕt cÊu ,vËt liÖu chÕ t¹o thanh dÉn ®éng vµ thanh dÉn tÜnh hoµn toµn giãng nhau.ViÖc tÝnh to¸n,kiÓm nghiÖm thanh dÉn ®éng gièng víi viÖc tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm thanh d·n tÜnh. Do kh«ng ph¶i chÞu va ®Ëp c¬ khÝ vµ kh«ng ph¶i nèi víi ®Çu nèi d©y nèi ra bªn ngoµi nh­ thanh dÉn tÜnh nªn thanh dÉn ®éng cã kÝch th­íc nhá h¬n thanh dÉn tÜnh. KÝch th­íc cña thanh dÉn ®éng : -ChiÌu réng vµ chiÒu cao thanh dÉn:a=7[mm],b=2[mm]. - ChiÒu cao vµ ®­êng kÝnh tiÕp ®iÓm :h=2[mm],d=7[mm]. III.TÝnh to¸n ®Çu nèi thanh dÉn tÜnh. 1.Chän kÕt cÊu ®Çu nèi. C¸c thanh dÉn tÜnh ®­îc nèi víi d©y nèi mÒm b»ng c¸c vÝt ®Çu nèi.§Ó ®¶m b¶o cho viÖc thay thÕ söa chòa ta chän ®µu nèi lµ mèi nèi cã thÓ th¸o rêi.Sè l­îng mèi nèi ë mçi pha lµ hai,h×nh d¹ng thanh dÉn nèi lµ h×nh ch÷ nhËt. CÊu t¹o ®Çu nèi : - VÝt ghÐp nèi: dïng ®Ó ghÐp nèi gi÷a thanh dÉn tÜnh vµ d©y nèi - §Öm lß xo vªnh, ph¼ng: cã t¸c dông t¹o lùc Ðp gi÷ ch¨t thanh dÉn tÜnh vµ d©y nèi 2.TÝnh to¸n ®Çu nèi. Tra b¶ng (2-9-TLTKKCHA) víi dßng I®m=65A ta chän ®­îc bu l«ng thÐp cã ®­êng kÝnh ren lµ 8mm,trô vµ lâi b»ng thÐp cã ®­êng kÝnh ren lµ 5mm.V× ë mçi pha cã hai chç ng¾t nªn ë ba pha ta ph¶i chän 6 bé bu l«ng nh­ trªn. a.DiÖn tÝch tiÕp xóc: Trong ®ã: - I®m : Dßng ®iÖn ®Þnh møc. - j : MËt ®é dßng ®iÖncho phÐp,chän j=0,31[A/mm2]. Thay sè ta cã: b.Lùc Ðp tiÕp xóc : Trong ®ã :-(Tra b¶ng 2-10 TLTKKCHA) Thay sè cã: c.§iÖn trë tiÕp xóc cña ®Çu nèi: Trong ®ã :-m=1 v× d© lµ tiÕp xóc mÆt. -Ktx:H»ng sè,tra b¶ng 59 víi vËt liÖu lµ ®ßng kÐo nguéi. Ktx=[0,09-0,14.10-3].Chän Ktx=0,14.10-3. Thay sè cã: d.§iÖn ¸p r¬i trªn chç tiÕp xóc: *Yªu cÇu cña ®iÖn ¸p r¬i trªn chç tiÕp xóc lµ:2-30 (mmV).VËy bul«ng ®· chän cã thÓ ®¸p øng ®­¬c yªu cÇu thiÕt kÕ. Ch­¬ng IV buång dËp hå quang I. Kh¸i niÖm vÒ hå quang ®iÖn. 1.Qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong chÊt khÝ: ë ®iÒu kiÖn b×nh th­êng, chÊt khÝ lµ m«i tr­êng c¸ch ®iÖn tèt. NÕu ®Æt lªn hai ®iÖn cùc trong m«i tr­êng kh«ng khÝ mét ®iÖn tr­êng cã c­êng ®é ®ñ lín th× ph¸ vì tÝnh c¸ch ®iÖn cña chÊt khÝ: nã trë nªn dÉn ®iÖn tèt, phô thuéc vµo tÝnh chÊt cña chÊt khÝ, ¸p suÊt cña nã, nhiÖt ®é m«i tr­êng, vËt liÖu lµm ®iÖn cùc, ®é lín c­êng ®é ®iÖn tr­êng. Hå quang ®iÖn lµ hiÖn t­îng phãng ®iÖn trong chÊt khÝ víi mËt ®é dßng ®iÖn lín ( 102 ¸ 103 A/mm2 ), ®iÖn ¸p r¬i trªn cat«t bÐ ( 10 ¸ 12 V ), nhiÖt ®é hå quang cao ( 6000 ¸ 18000oK ) vµ kÌm theo hiÖu øng ¸nh s¸ng. Hå quang ®iÖn lµ qu¸ tr×nh ®iÖn vµ nhiÖt liªn quan mËt thiÕt víi nhau. Vïng cat«t kho¶ng c¸ch ng¾n ( cì 10-3 mm ) víi Uc cì 10 ¸ 20 V, nªn c­êng ®é ®iÖn tr­êng ë vïng nµy kh¸ lín 20.103 V/mm. Vïng an«t cã ®iÖn ¸p r¬i thÊp, cì 5 ¸ 20 V vµ chiÒu dµi cì 10-2 mm, v× vËy EA thÊp h¬n nhiÒu so víi EC . Vïng th©n hå quang cã c­êng ®é ®iÖn tr­êng Ehq gÇn nh­ kh«ng ®æi, cì tõ 1 ¸ 20 V/mm, phô thuéc vµo tÝnh dÉn nhiÖt, tèc ®é chuyÓn ®éng cña c¸c phÇn tö khÝ, vËn tèc di chuyÓn cña hå quang. §iÖn ¸p r¬i trªn th©n hå quang phô thuéc vµo chiÒu dµi cña hå quang: Uhq = Ehq.lhq. Nguyªn nh©n ph¸t sinh vµ dËp t¾t hå quang lµ qu¸ tr×nh ion ho¸ vµ qu¸ tr×nh ph¶n ion ho¸ trong vïng hå quang. Qu¸ tr×nh ion ho¸ x¶y ra d­íi t¸c dông cña ¸nh s¸ng, nhiÖt ®é, ®iÖn tr­êng, va ®Ëp ... vµ cã c¸c d¹ng ion ho¸ sau: - Qu¸ tr×nh ph¸t x¹ nhiÖt ®iÖn tö . - Qu¸ tr×nh tù ph¸t x¹ ®iÖn tö . - Qu¸ tr×nh ion ho¸ do va ch¹m . - Qu¸ tr×nh ion ho¸ do nhiÖt . Qu¸ tr×nh ph¶n ion ho¸ lµ qu¸ tr×nh suy gi¶m sè l­îng ion trong vïng hå quang. Nguyªn nh©n chÝnh cña qu¸ tr×nh ph¶n i«n lµ t¸i hîp vµ khuyÕch t¸n. 2.Hå quang ®iÖn xoay chiÒu: ë hå quang ®iÖn xoay chiÒu, dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p nguån biÕn thiªn tuÇn hoµn theo tÇn sè cña l­íi ®iÖn. V× hå quang lµ ®iÖn trë phi tuyÕn nªn dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p trïng pha nhau. Trong 1/4 chu k× ®Çu, ®iÖn ¸p hå quang t¨ng nhanh ®Õn trÞ sè ch¸y. Khi hå quang ch¸y, ®iÖn ¸p gi¶m dÇn. Dßng ®iÖn t¨ng tõ 0 ®Õn ®iÓm ch¸y, dßng ®iÖn ®¹t trÞ sè cùc ®¹i vµ ®iÖn ¸p hå quang hÇu nh­ kh«ng ®æi. ë 1/4 chu k× sau dßng ®iÖn gi¶m dÇn, ®Õn thêi ®iÓm t¾t, ®iÖn ¸p hå quang t¨ng, sau ®ã suy gi¶m vÒ 0 cïng víi dßng ®iÖn. NÕu hå quang æn ®Þnh th× qu¸ tr×nh nµy sÏ ®­îc lÆp l¹i ë nöa chu k× sau. T¹i thêi ®iÓm dßng ®iÖn ®i qua 0, hå quang kh«ng ®­îc cÊp n¨ng l­îng nªn qu¸ tr×nh ion ho¸ x¶y ra trong vïng ®iÖn cùc rÊt m¹nh vµ nÕu ®iÖn ¸p ®Æt lªn hai ®iÖn cùc bÐ h¬n trÞ sè ®iÖn ¸p ch¸y th× hå quang sÏ bÞ t¾t. Khi dßng ®iÖn gÇn trÞ sè 0, nã kh«ng cßn theo quy luËt h×nh sin liªn tôc n÷a, v× lóc nµy qu¸ tr×nh ph¶n ion ho¸ rÊt m¹nh nªn ®iÖn trë hå quang rÊt lín, cã thÓ coi dßng ®iÖn b»ng 0. Kho¶ng thêi gian nµy cì micr« gi©y, phô thuéc vµo ®Æc tÝnh t¶i, dßng ®iÖn hå quang ...vµ gäi lµ thêi gian kh«ng dßng ®iÖn cña hå quang. Khi dßng ®iÖn ®i qua ®iÓm 0 , ë khu vùc hå quang ®ång thêi x¶y ra hai qu¸ tr×nh: qu¸ tr×nh phôc håi ®é bÒn ®iÖn vµ qu¸ tr×nh phôc håi ®iÖn ¸p. Qu¸ tr×nh phôc håi ®é bÒn ®iÖn ®Æc tr­ng b»ng qu¸ tr×nh ph¶n ion m·nh liÖt khi dßng ®iÖn ®i qua 0 vµ nã lµm cho hå quang mÊt dÇn tÝnh dÉn ®iÖn, t¨ng tÝnh c¸ch ®iÖn. §¹i l­îng ®Æc tr­ng cho møc ®é c¸ch ®iÖn gi÷a hai ®iÖn cùc lµ ®iÖn ¸p chäc thñng. Víi I = 0, ta cã Ucto vµ nã cã trÞ sè tõ 150 ¸ 250V ë m«i tr­êng kh«ng khÝ, hå quang ch¸y tù nhiªn. Qu¸ tr×nh phôc håi ®iÖn ¸p lµ qu¸ tr×nh thµnh lËp ®iÖn ¸p trªn hai cùc kÓ tõ khi hå quang t¾t cho tíi khi ®iÖn ¸p ®¹t trÞ sè ®iÖn ¸p nguån. Sau thêi ®iÓm dßng ®iÖn b»ng 0, nÕu trÞ sè cña ®iÖn ¸p phôc håi thÊp h¬n trÞ sè cña ®iÖn ¸p chäc thñng th× hå quang t¾t h¼n. VËy ®iÒu kiÖn ®Ó dËp t¾t hå quang ®iÖn xoay chiÒu lµ ®Æc tuyÕn cña qu¸ tr×nh phôc håi ®é bÒn ®iÖn ph¶i n»m cao h¬n vµ kh«ng c¾t ®Æc tuyÕn cña qu¸ tr×nh phôc håi ®iÖn ¸p gi÷a hai tiÕp ®iÓm. II.Yªu cÇu ®èi víi buång dËp hå quang. - Thêi gian dËp t¾t hå quang rÊt ng¾n, gi¶m ¨n mßn tiÕp ®iÓm vµ thiÕt bÞ dËp hå quang. - §¶m b¶o ®­îc kh¶ n¨ng ®ãng, ng¾t, tøc lµ ®¶m b¶o gi¸ trÞ dßng ®iÖn ®ãng vµ ng¾t ë ®iÒu kiÖn cho tr­íc. - Qu¸ ®iÖn ¸p thÊp. - KÝch th­íc hÖ thèng dËp hå quang nhá, vïng khÝ ion ho¸ nhá. NÕu kh«ng nã cã thÓ t¹o ra chäc thñng c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c phÇn tö cña thiÕt bÞ . . vµ toµn bé khÝ cô. - H¹n chÕ ¸nh s¸ng vµ ©m thanh. III.Chän vËt liÖu lµm buång dËp hå quang. Yªu cÇu: - VËt liÖu lµm buång dËp hå quang ph¶i chÞu ®­îc nhiÖt ®é cao, c¸ch ®iÖn tèt vµ chèng Èm. §é nh¸m bÒ mÆt bªn trong thµnh buång dËp ph¶i gi¶m ®Õn møc thÊp nhÊt cã thÓ ®Ó hå quang chuyÓn ®éng víi vËn tèc lín vµo khe hÑp, kÐo dµi th©n hå quang, lµm cho hå quang tiÕp xóc ®ång ®Òu víi thµnh buång dËp ®Ó nhanh chãng lµm l¹nh hå quang. Nh÷ng d¹ng vËt liÖu c¬ b¶n ®Ó chÕ t¹o thµnh buång dËp hå quang: 1.VËt liÖu xi m¨ng-ami¨ng: ¦u ®iÓm: nhiÖt ®é nãng ch¶y cao: 1150oC, tÝnh c¸ch ®iÖn kh¸ cao: r = 1010 ¸ 1012 Wcm, ®é nh½n bÒ mÆt lín. Nh­îc ®iÓm: trong tr¹ng th¸i ©m, tÝnh c¸ch ®iÖn cña vËt liÖu bÞ gi¶m; d­íi t¸c dông nhiÖt cña hå quang nh÷ng khe hë nhá t¹o thµnh vÕt lµm t¨ng ®é nh¸m. 2.VËt liÖu Ðp chÞu hå quang: Chóng cã ­u ®iÓm : cã tÝnh chÞu nhiÖt, chÞu hå quang cao, c¸ch ®iÖn tèt, ®¹t ®­îc ®é nh½n bãng bÒ mÆt . 3.Gèm ( Silicat ): - ¦u ®iÓm: chÞu nhiÖt cao ( lín h¬n 1750oC ), ®iÖn trë suÊt cao, rÊt bÒn c¬ häc. - Nh­îc ®iÓm : bÒ mÆt kh«ng ®­îc nh½n, gia c«ng phøc t¹p . Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn ®©y ta chän vËt liÖu lµm buång dËp hå quang lµ: vËt liÖu Ðp chÞu hå quang. IV.KÕt cÊu buång dËp hå quang. Chän kiÓu buång dËp hå quang lµ kiÓu dµn dËp. Dµn dËp lµm b»ng nh÷ng l¸ thÐp. KiÓu buång dËp hå quang nµy phï hîp víi dßng ®iÖn ng¾t I®m = 65A, ®iÖn ¸p U = 380V. Buång dËp hå quang kiÓu dµn dËp cã ­u ®iÓm cho ta kh¶ n¨ng rót ng¾n ®¸ng kÓ chiÒu dµi hå quang vµ dËp nã trong thÓ tÝch nhá, do ®ã ph¸t s¸ng Ýt vµ ©m thanh bÞ h¹n chÕ. Lç tho¸t khÝ TÊm s¾t tõ TiÕp ®iÓm ®éng TiÕp ®iÓm tÜnh Lß xo tiÕp ®iÓm Hép dËp hå quang Gi¸ tiÕp ®iÓm ®éng V.TÝnh to¸n vµ lùa chän. Chän lùa s¬ bé: Chän sè l­îng c¸c tÊm cho mét chç ng¾t: ntk = 3 BÒ dµy mét tÊm: Dt = 3 mm Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tÊm: dt = 2 mm Gi¶ thiÕt lµ ta chän sè l­îng c¸c tÊm ë ®Æc tÝnh kh«ng dao ®éng cña ®iÖn ¸p phôc håi. §iÒu kiÖn x¶y ra qu¸ tr×nh kh«ng dao ®éng lµ: fo > . Trong ®ã: fo - tÇn sè riªng cña m¹ch ng¾t. L - ®iÖn c¶m m¹ch ng¾t. Ing - dßng ®iÖn ng¾t ®Þnh møc. Gi¶ sö hÖ thèng dïng ®Ó ®ãng ng¾t ®éng c¬ cã P®m = 20kW, ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña hÖ thèng lµ U®m = 380V vµ hÖ thèng kh«ng khÝ. Khi ®ã cã: fo = .( A + B. ). HÖ thèng kh«ng khÝ cã : A = 15000; B = 3000 fo = .( 15000 + 3000. ). = 43372Hz = 43,4 kHz f1 = = = (Hz) §iÖn c¶m cña m¹ch ng¾t ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: L = Trong ®ã : U®m - ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña hÖ thèng: 380V. Ing - dßng ®iÖn ng¾t ®Þnh møc: 65A. - tÇn sè gãc cña hÖ thèng. jo - gãc lÖch pha ban ®Çu cña dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p. Chän cosjo = 0,8 ( t¶i ®iÖn c¶m th­êng gÆp ) L = = 11.10-3 Hz VËy: f1 = = = 13,6 kHz Cã : fo = 43,4 kHz > f1 = 13,6 kHz KÕt luËn: ta chän sè tÊm ntk = 3 lµ chÊp nhËn ®­îc. Cã thÓ lÊy thªm mét tÊm ®Ó dù tr÷ ® ntk = 4. ChiÒu dµi nhá nhÊt cña tÊm: lt ³ 1,73..td. td – thêi gian dËp hå quang: cã thÓ nhá b»ng 2 ¸ 3 nöa chu k× hoÆc lín h¬n ( nh­ng kh«ng lín h¬n 0,1 s ) Chän td = 0,03 s. lt ³ 1,73.22.0,03. = 0.84 cm. Ch­¬ng V tÝnh to¸n lß xo vµ dùng §Æc tÝnh c¬ I.Kh¸i niÖm chung. Lß xo lµ mét bé phËn cña CTT cã nhiÖm vô t¹o lùc Ðp lªn tiÕp ®iÓm ( ®èi víi lß xo tiÕp ®iÓm ), t¹o lùc ng¾t c¬ cÊu trong qu¸ tr×nh ng¾t cña c¬ cÊu ( ®èi v¬Ý lß xo nh¶ ). II.Yªu cÇu ®èi víi lß xo. Cã ®é ®µn håi phï hîp. Cã ®Æc tÝnh c¬ æn ®Þnh theo thêi gian. Cã ®é bÒn c¬. ChÞu ®­îc ¨n mßn cña ho¸ chÊt vµ m«i tr­êng. III.Chän kiÓu vµ vËt liÖu lß xo. Do yªu cÇu cÇn ®é lón lín nªn ta chän kiÓu lß xo xo¾n h×nh trô. Nã cã ­u ®iÓm lµ tuú theo kÝch th­íc cña chóng mµ lùc g©y ra tõ vµi gam ®Õn hµng tÊn. Do yªu cÇu thiÕt kÕ CTT dïng ®Ó ®ãng c¾t m¹ch ®iÖn cã sè lÇn ®ãng ng¾t 300 lÇn/giê, cã tuæi thä vÒ c¬ lµ 105 lÇn, tuæi thä vÒ ®iÖn lµ 106 lÇn ®ãng ng¾t vµ cã lùc Ðp t­¬ng ®èi lín. V× vËy tra b¶ng 4-1, trang 166 – TKKC§HA: chän vËt liÖu lµm lß xo lµ thÐp c¸c bon GOTC9389-60 ®é bÒn trung b×nh, nh·n hiÖu II (P). C¸c th«ng sè cña nã: §é bÒn giíi h¹n khi kÐo : [ sk ] = 1300 N/mm2 Giíi h¹n mái cho phÐp khi uèn: [ su ] = 460 N/mm2 Giíi h¹n mái cho phÐp khi xo¾n: [ sx ] = 280 N/mm2 Module ®µn håi : E = 200.103 N/mm2 Mudule chèng tr­ît: G = 80.103 N/mm2 §iÖn trë suÊt: r = 0,2 ¸ 0,3 .10-6 Wm L d D t IV.TÝnh to¸n lß xo nh¶. 1.C¸c th«ng sè ®o ®uîc. -Sè vßng= 16(vßng). -§­êng kÝnh trung b×nh :8.5(m.m). -§é cøng k = 0.67(N/mm). 2TÝnh to¸n. a.TÝnh ®uêng kÝnh d©y quÊn lß xo. Tõ c«ng thøc (4-35-TLTKKCHA) ta cã: Trong ®ã: -G:M«®un trèng tr­ît,G=80.103(kn/mm3). -d:§­êng kÝnh d©y quÊn [mm]. -D:§­¬ng kÝnh xo¾n trung b×nh cña lß xo[mm]. Þ Thay sè cã : §Ó thuËn lîi cho viÖc s¶n xuÊt ta chän d=1(mm). b.T×nh lùc nh¶ cuèi cña mçi lß xo. Tõ c«ng thøc (4-31-TLTKKCHA) ta cã: Trong ®ã: -F:Lùc nh¶ cuèi cña lß xo [N. -c:HÖ sè cña lß xo.c=D/d=8.5/1=8.5. -sx:Giíi h¹n mái cho phÐp khi xo¾n[N/mm2]. Thay sè cã: c.TÝnh ®é nÐn lß xo nh¶. Tõ c«ng thøc(4-32-TLTKKCHA): Trong ®ã: -f:§é nÐn cña lß xã: Þ d.ChiÒu dµi cña lß xo tÝnh c¶ vong dÖm chèng nghiªng ë hai ®Çu lµ: ln=W.tng+1,5.d. Trong ®ã :- tn=d +12,65/16=1,79 [mm]. Þln=16.1,79 + 1,5 =30,15 [mm]. e.KiÓm tra lß xo. TrÞ sè øng suÊt xo¾n khi cã lùc t¸c dông theo c«ng thøc (4-28-TLTKKCHA) lµ: Thay c¸c sè liÖu ®· tÝnh ë trªn ta cã: *Ta thÊy sx=278,57< [sx]=280(N/mm2).Vëy lß xo nh¶ tÝnh ®­îc phï hîp víi yªu cµu thiÕt kÕ. V.TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm lß xo t¹o lùc Ðp tiÕp ®iÓm. 1.C¸c th«ng sè ®o ®­îc. Sè vßng W=16 (vßng). §­êng kÝnh trung b×nh:8,5(mm). §é cøng k=0,67(N/mm). 2.TÝnh to¸n.. a.TÝnh ®uêng kÝnh d©y quÊn lß xo. Thay sè cã : b.T×nh Lùc nh¶ cuèi cña mçi lß xo. Tõ c«ng thøc (4-31-TLTKKCHA) ta cã: c.KiÓm tra lß xo. TrÞ sè øng suÊt xo¾n khi cã lùc t¸c dông theo c«ng thøc (4-28-TLTKKCHA) lµ: *Ta thÊy sx=278,23 < [sx] =280(N/mm2).Vëy lß xo nh¶ tÝnh ®­îc phï hîp víi yªu cµu thiÕt kÕ. VI. Lß xo tiÕp ®iÓm phô: Lùc Ðp cuèi cÇn thiÕt mµ lß xo tiÕp ®iÓm phô cÇn t¹o ra lµ: Ft®p = 2.Ft®pc = 2.0,5 = 1 N Víi Ft®pc – lùc Ðp cuèi lªn tiÕp ®iÓm phô. Gi¶ sö kho¶ng lón ban ®Çu cña lß xo lµ fp® = 1mm. Kho¶ng lón toµn phÇn cña lß xo lµ : f = fp® + flv = 1 + 1,5 = 2,5mm. Chän chØ sè lß xo: C = = 8 §­êng kÝnh cña d©y lµm lß xo: d = 1,6. = 1,6. §­êng kÝnh trung b×nh cña lß xo: D = C.d = 9.0,29 = 2,6 mm Sè vßng cña lß xo: w = B­íc lß xo chÞu nÐn: tn = d + = ChiÒu dµi tù do cña lß xo: ln = w.tn + 1,5.d = 8.0,6 + 1,5.0,29 = 5,2 mm Kho¶ng lón thùc tÕ øng víi lùc ®· cho: øng suÊt xo¾n thùc tÕ cña lß xo: sxtt = *VËy kho¶ng lón thùc tÕ vµ øng suÊt xo¾n thùc tÕ sau khi kiÓm nghiÖm hoµn toµn phï hîp víi nh÷ng lùa chän ®Ó thiÕt kÕ lß xo. VII.Dùng ®Æc tÝnh c¬. XÐt tr­êng hîp: C«ng t¾c t¬ ®Æt ng­îc : F® F® G® + Fnh® * d = m + l G® + Fnhc F®t F® F® * d = 0 Lùc c¬ t¸c dông lªn phÇn ®éng bao gåm : Lùc Ðp cña 3 lß xo tiÕp ®iÓm chÝnh th­êng më Lùc Ðp cña 2 lß xo tiÕp ®iÓm phô th­êng më Lùc Ðp cña 2 lß xo tiÕp ®iÓm phô th­êng ®ãng Lùc Ðp cña 2 lß xo nh¶ Träng lùc phÇn ®éng Lùc ma s¸t ( bá qua) Träng l­îng phÇn ®éng : G® = 6,1(N) Lùc Ðp cuèi cña 2 lß xo tiÕp ®iÓm phô th­êng ®ãng : Flxpc =4.Ft®pc = 4.0,5 = 2 N Lùc Ðp ban ®Çu cña 2 lß xo tiÕp ®iÓm phô th­êng ®ãng : Flxp® = 0,5.Flxpc = 0,5.2 = 1 N Lùc Ðp cuèi cña 2 lß xo tiÕp ®iÓm phô th­êng më : Flxpc = Flxpc = 2 N Lùc Ðp ®Çu cña 2 lß xo tiÕp ®iÓm phô th­êng më : Flxp® = Flxp® = 1 N Lùc Ðp cuèi cña 3 lß xo tiÕp ®iÓm chÝnh th­êng më : FlxccS = 6.Ft®cc = 6.4,6 = 28 (N) Lùc Ðp cuèi cña 3 lß xo tiÕp ®iÓm chÝnh th­êng më : Flxc®S = 0,9.Ft®cc = 0,9.28 =25 (N) Lùc Ðp cuèi cña 2 lß xo nh¶ : Flxnh cS = 2.Flxnhc = 2.12,87=26[N] Lùc ®Çu cña 2 lß xo nh¶ : Flxnh ®S = 2. Flxnh ® =2.12,87/2 = [13 N]. §å thÞ ®Æc tÝnh c¬: Chän hÖ trôc täa ®é dOF, gèc O; trôc hoµnh chØ ®é lín khe hë kh«ng khÝ lµm viÖc d cña nam ch©m ®iÖn ( d = 0 khi n¾p nam ch©m ®iÖn ®ãng ); trôc tung chØ lùc c¬ t¸c dông ( chiÒu d­¬ng trïng chiÒu cña träng lùc ). KÝ hiÖu: l : ®é lón cña tiÕp ®iÓm chÝnh : 2,5 mm. m : ®é më cña tiÕp ®iÓm chÝnh : 4 mm. §å thÞ ®Æc tÝnh c¬ Ch­¬ng VI nam ch©m ®iÖn I. Kh¸i niÖm chung. Nam ch©m ®iÖn ®­îc sö dông ngµy cµng réng r·i mµ kh«ng mét lÜnh vùc kü thuËt nµo kh«ng sö dông nã. NhiÖm vô chñ yÕu cña nam ch©m ®iÖn lµ sinh lùc ®Ó thùc hiÖn c¸c chuyÓn dÞch tÞnh tiÕn hay chuyÓn ®éng quay hoÆc sinh lùc h·m... Trong mçi lÜnh vùc kÜ thuËt kh¸c nhau th× cã nh÷ng lo¹i nam ch©m kh¸c nhau vÒ h×nh d¸ng, kÕt cÊu vµ øng dông. C¸c qóa tr×nh vËt lý x¶y ra trong nam ch©m ®iÖn rÊt phøc t¹p, th­êng ®­îc m« t¶ b»ng c¸c ph­¬ng tr×nh vi ph©n, phi tuyÕn. V× vËy viÖc tÝnh to¸n nam ch©m ®iÖn th­êng ®­îc dùa theo c¸c c«ng thøc gÇn ®óng, ®¬n gi¶n sau ®ã míi kiÓm nghiÖm l¹i theo c«ng thøc lý thuyÕt, dÉn tíi bµi to¸n tèi ­u. §èi víi c«ng t¾c t¬, nam ch©m ®iÖn lµ c¬ cÊu sinh lùc ®Ó thùc hiÖn tÞnh tiÕn c¬ cÊu chÊp hµnh – cã g¾n hÖ thèng tiÕp ®iÓm. II. TÝnh to¸n kÝch th­íc nam ch©m ®iÖn. 1 C¸c sè liÖu ban ®Çu: ThiÕt kÕ nam ch©m ®iÖn xoay chiÒu cã c¸c th«ng sè vµ yªu cÇu sau: Nam ch©m ®iÖn cã kh¶ n¨ng lµm viÖc trong m«i tr­êng Èm, nhiÖt ®é trung b×nh cña m«i tr­êng lµ 40oC. Hµnh tr×nh cña c¬ cÊu lµ d = 6,5 mm vµ cã ®Æc tÝnh c¬ nh­ ®· tr×nh bµy tr­íc ®©y. Nam ch©m ®iÖn lµm viÖc ë chÕ ®é dµi h¹n, ®iÖn ¸p ®Þnh møc U®m = 220V, tÇn sè lµm viÖc f = 50Hz. Yªu cÇu nam ch©m ®iÖn ph¶i cã kÝch th­íc nhá gän. 2. Chän d¹ng kÕt cÊu: -TÝnh hÖ sè kÕt cÊu m¹ch tõ nam c©m ®iÖn Theo c«ng thøc 5-2, trang 188 – TKKC§HA, cã: Kkc = Trong ®ã: F®t - lùc hót ®iÖn tõ. d - khe hë kh«ng khÝ. C«ng t¾c t¬ muèn lµm viÖc ®­îc th× khi hót ph¶i cã F®t > Fc¬ vµ khi nh¶ ph¶i cã F®t < Fc¬. Tõ ®Æc tÝnh c¬ ta chän lùc tíi h¹n ®· tÝnh ®Õn dung sai vÒ lùc Fc¬ th øng víi khe hë lµm viÖc dth t­¬ng øng lµ thêi ®iÓm tiÕp ®iÓm ®éng b¾t ®Çu tiÕp xóc víi tiÕp ®iÓm tÜnh.VËy sth=2,5 (mm) Fc¬ th = 69 N dth = 2,5 mm VËy Kkc = Tõ b¶ng 5-2-TLTKKCDHA ,øng víi gi¸ trÞ Kkc=4699 ta chän kÕt cÊu nam ch©m ®iÖn kiÓu hót th¼ng d¹ng ch÷ E. 3.Chän vËt liÖu m¹ch tõ: Tra b¶ng 5-3, trang 192 – TKKC§HA, chän thÐp l¸ kü thuËt ®iÖn hîp kim t¨ng c­êng '31 (thÐp silic) . Lo¹i thÐp nµy cã lùc tõ ph¶n kh¸ng bÐ nªn tæn hao do tõ trÔ kh«ng ®¸ng kÓ . C¸c th«ng kü thuËt cña thÐp '31 : Lùc tõ ph¶n kh¸ng HC 0,35 A/cm Tõ c¶m d­ 0,8 ¸ 1,2 T Tõ c¶m b·o hoµ 2 T §é tõ thÈm 250 §é tõ thÈm cùc ®¹i 6.103 ¸ 7.103 §iÖn trë suÊt 40.10-8 ¸ 60.10 -8 W.m Khèi l­îng riªng 7,65 g/cm3 Thµnh phÇn cacbon 0,02% ¸ 0,03% Tæn hao tõ trÔ khi b·o hoµ 0,1 ¸ 0,15 m.J/cm3 Tõ c¶m lâi thÐp 0,6 T ChiÒu dµy l¸ thÐp 0,5 mm 4. Chän tõ c¶m, hÖ sè tõ rß, hÖ sè tõ t¶n: Chän khe hë tÝnh to¸n stt=2,5 mm, Ftt = 69 N. Chän tõ c¶m khe hë kh«ng khÝ khi n¾p m¹ch tõ hë: Bd = 0,5T. Chän tõ c¶m trong lâi thÐp khi n¾p m¹ch tõ hë: Bl = 0,5T. Chän hÖ sè tõ rß khi phÇn øng hót sr = 1. HÖ sè tõ rß khi phÇn øng hë th­êng trong kho¶ng 1,1 ¸ 4. Chän sr = 1,3 HÖ sè tõ t¶n th­êng trong kho¶ng 1 ¸ 1,8. Chän st = 1,2. a/2 b a 5.TÝnh tiÕt diÖn lâi m¹ch tõ: - Theo c«ng thøc 5-8, trang 202 - TKKC§HA, tæng diÖn tÝch lâi thÐp lµ: S lS = Trong ®ã: F®tt - lùc hót ®iÖn tõ tÝnh to¸n, F®tt = 69 N. Bl - tõ c¶m cña lâi thÐp khi phÇn øng hë. Þ S lS = - DiÖn tÝch lâi cùc tõ gi÷a : - DiÖn tÝch lâi cña 2 cùc tõ nh¸nh : - §èi víi cùc tõ gi÷a: Chän . ChiÒu dµi a vµ chiÒu réng b cña lâi cùc tõ gi÷a lµ : a = b = 0,9.a = 0,9.28 =25 (mm) - C¹nh thùc cña lâi thÐp : b' = Víi KC = 0,95 lµ hÖ sè Ðp chÆt c¸c l¸ thÐp . - Sè l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn : (tÊm) . Trong ®ã D = 0,5 mm lµ chiÒu dµy mét l¸ thÐp . - KÝch th­íc cña hai cùc tõ m¹ch nh¸nh : a1 = a3 = a/2 = 14 (mm). b1= b3 = b = 25 (mm) . 6.TÝnh to¸n cuén d©y: KÝch thø¬c cña cuén d©y phô thuéc vµo søc tõ ®éng t¸c ®éng (IW)t® cña nam ch©m ®iÖn do cuén d©y sinh ra, nã t¹o ra tõ ¸p ë khe hë kh«ng khÝ lµm viÖc SHd.d, r c¸c khe hë kh«ng khÝ kh«ng lµm viÖc ( khe hë phô ) SHph.dph vµ trong c¸c phÇn thÐp cña m¹ch tõ SHFe.lFe. Ngoµi ra cßn cã thªm søc tõ ®éng do tæn hao dßng xo¸y trong lâi thÐp vµ tõ trÔ, tæn hao trong vßng ng¾n m¹ch. a. Søc tõ ®éng cña cuén d©y: Søc tõ ®éng cña cuén d©y cÇn thiÕt cho nam ch©m ®iÖn t¸c ®éng (IW)t® cã thÓ chia thµnh hai thµnh phÇn: phÇn thay ®æi ë khe hë kh«ng khÝ lµm viÖc khi phÇn øng hë (IW)Svµ phÇn kh«ng thay ®æi (IW)h. Theo c«ng thøc 5-18, trang 209 – TKKC§HA, cã: (IW)t® = (IW)S + (IW)h (A.vßng) Theo c«ng thøc 5-19, trang 209 – TKKC§HA, cã: (IW)S = mO = 4.p. 10 –7 = 1,25.10 -6 (H/m) Bl - tõ c¶m trong lâi thÐp øng víi khe hë kh«ng khÝ tíi h¹n. Sdnh - tæng khe hë kh«ng khÝ lµm viÖc. §èi víi m¹ch tõ ch÷ E cã 3 khe hë lµm viÖc, tõ th«ng qua cùc tõ gi÷a ph©n lµm 2 m¹ch tõ, mçi m¹ch tõ cã 2 khe hë lµm viÖc nèi tiÕp nhau, kÝch th­íc cña 2 m¹ch tõ b»ng nhau vµ tæng cña chóng b»ng cùc tõ gi÷a: S1 + S3 = S2. Sdnh = 2.dnh = 2.2,5.10 -3 = 5.10 -3 (m) Þ (A.vßng) Theo c«ng thøc 5-20, trang 210 – TKKC§HA, cã: Víi sr : hÖ sè tõ rß khi phÇn øng hë, sr = 1,3. Sdh : khe hë kh«ng khÝ ë tr¹ng th¸i hót. Sdh = 2dcn + dcd + dht = 0,2 ¸ 0,7 mm ( theo thùc nghiÖm ). Víi dcn= 0,03 ¸ 0,1 mm : khe hë c«ng nghÖ, chän dcn = 0,05mm dcd = 0,1 ¸ 0,5 mm : khe hë chèng dÝnh , chän dcd = 0,3mm dht : khe hë gi¶ ®Þnh, chän dht = 0,1 mm Þ Sdh = 2.0,05 + 0,3 + 0,1 = 0,5 mm . (A.vßng) Þ (IW)t® = 1989+259=2248 (A.vßng) KiÓm tra l¹i, ta cã hÖ sè béi sè dßng ®iÖn : Þ tho¶ m·n yªu cÇu KI = 4 ¸ 15 D2 D1 hcd bcd b. KÝch th­íc cuén d©y: TiÕt diÖn cuén d©y ®­îc x¸c ®Þnh cho tr¹ng th¸i phÇn øng bÞ hót v× khi phÇn øng hë , dßng ®iÖn ch¹y trong cuén d©y lín h¬n nhiÒu lÇn so víi khi phÇn øng bÞ hót vµ víi thêi gian rÊt ng¾n . V× vËy søc tõ ®éng (IW)t® ®­îc tÝnh ë tr¹ng th¸i hë cña phÇn øng cÇn ph¶i ®­a vÒ tr¹ng th¸i hót cña phÇn øng . Theo c«ng thøc 5-24, trang 211 – TKKC§HA, diÖn tÝch cuén d©y : Scd = Trong ®ã : - KUmax : hÖ sè tÝnh ®Õn ®iÖn ¸p nguån t¨ng ®Õn trÞ sè cho phÐp ( Umax = 1,1.U®m ) mµ nhiÖt ®é ph¸t nãng cña cuén d©y kh«ng v­ît qu¸ trÞ sè cho phÐp cña cÊp vËt liÖu ®· chän. KUmax = 1,1. - KUmin : hÖ sè tÝnh ®Õn ®iÖn ¸p nguån gi¶m ®Õn trÞ sè cho phÐp ( Umin = 0,85.U®m ) mµ ®Æc tÝnh lùc hót ®iÖn tõ vÉn n»m cao h¬n ®Æc tÝnh c¬. KUmin = 0,85 . - Kqt : hÖ sè qu¸ t¶i dßng ®iÖn ë chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n. Kqt = 1. - j : mËt ®é dßng ®iÖn trong cuén d©y ë chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n, th­êng j = 2 ¸ 4 A/mm2 . Chän j = 2,5 A/mm2 - Kl® : hÖ sè lÊp ®Çy cuén d©y, Kl® = 0,3 ¸ 0,6 . Chän Kl® = 0,5 . - KI : hÖ sè béi sè dßng ®iÖn. KI = 9. Þ Tõ diÖn tÝch cuén d©y, chän hÖ sè h×nh d¸ng Khd = . Ta cã chiÒu dµy vµ chiÒu cao cuén d©y lµ: hcd = 2,5.bcd = 2,5.10,35 = 26 (mm) 7. KÝch th­íc m¹ch tõ: b h® hn lf D4 D3 D1 D5 bcd a a/2 hl D A hcd D2 B E a = 28 mm ; b=25 mm Chän: D1 = 1,5 mm ChiÒu dµy khung quÊn d©y. D2 = 0,5 mm GiÊy c¸ch ®iÖn phÝa trong d©y quÊn. D3 = 0,5 mm B¨ng dÝnh c¸ch ®iÖn phÝa ngoµi d©y quÊn. D4 = 4,5 mm Kho¶ng c¸ch c¸ch ®iÖn ngoµi cuén d©y ®Õn cùc tõ bªn. D5 = 1,0 mm Kho¶ng c¸ch tõ khung cuén d©y ®Õn cùc tõ gi÷a. lf = 5,0 mm Kho¶ng c¸ch tõ phÇn øng tíi c¸ch ®iÖn ®Çu cuén d©y. DiÖn tÝch n¾p m¹ch tõ : Sn = 0,8.Sl2 = 0,8.694= 555 mm2 Þ DiÖn tÝch ®¸y m¹ch tõ : S® = 0,7Sl2 = 0,7.694 = 486 mm2 h® = ChiÒu réng cöa sæ m¹ch tõ : E = D1 + D2 + D3 + D4 + D5 + bcd = 1,5 + 0,5 +0,5 + 4,5 + 1 + 10 = 18,4 mm ChiÒu cao cöa sæ m¹ch tõ : D = hcd + 2. D1 + lf = 26 + 2.1,5 + 5 = 34 mm. ChiÒu cao lâi m¹ch tõ: hl = hcd + 2. D1 = 26 + 2.1,5 = 29 mm ChiÒu cao cña nam ch©m ®iÖn: A = hn + lf + 2. D1 + hcd + h® = 22 + 5 + 2.1,5 + 26 + 19 = 76 mm. ChiÒu réng cña nam ch©m ®iÖn: B = 2.( a + D1 + D2 + D3 + D4 + D5 + bcd ) = 2.( 28 + 1,5 + 0,5 +0,5 + 4,5 + 1 + 10 ) = 93 mm. ChiÒu dµy cña nam ch©m ®iÖn: C = b + 2.( D1 + D2 + D3 + D5 + bcd ) = 25 + 2.( 1,5 + 0,5 +0,5 + 1 + 10 ) = 53 mm III. TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm nam ch©m ®iÖn. 1.LËp s¬ ®å thay thÕ: Dùa vµo sù t­¬ng tù gi÷a c¸c ®¹i l­îng ®iÖn vµ c¸c ®¹i l­îng tõ ta lËp s¬ ®å thay thÕ cho m¹ch tõ. M¹ch tõ h×nh ch÷ E, cuén d©y ®­îc bè trÝ ë cùc tõ gi÷a vµ hai vßng ng¾n m¹ch ®Æt ë hai cùc tõ bªn. Bá qua tõ trë s¾t tõ ( mFe >> md ) , ta cã m¹ch tõ ®¼ng trÞ. Gdo3 Gt3 Gdo2 Gt2 Gdo1 Gt1 Gr2 Gr1 (IW) Gr2 Gr1 Gd3 Gd2 Gd1 (IW) GrS Ghhfhffgfgfssd2 Gs13 (IW) Gdo1, Gdo2, Gdo3 : tõ dÉn khe hë kh«ng khÝ. Gdt1, Gdt2, Gdt3 : tõ dÉn t¶n khe hë kh«ng khÝ. Gd1, Gd2, Gd3 : tõ dÉn tæng khe hë kh«ng khÝ. Gr1, Gr2 : tõ dÉn rß khe hë kh«ng khÝ. IW : søc tõ ®éng xoay chiÒu. 2.TÝnh tõ dÉn khe hë kh«ng khÝ: a.Tõ dÉn khe hë kh«ng khÝ: Dïng ph­¬ng ph¸p ph©n chia tõ tr­êng ®Ó tÝnh tõ dÉn khe hë kh«ng khÝ. Ta chia ra lµm 17 h×nh. Theo b¶ng 5-4, trang 221 – TKKC§HA , cã: Mét h×nh ch÷ nhËt víi c¸c c¹nh a, b vµ chiÒu cao d : Gd0 = Hai h×nh nöa khèi trô ®Æc, ®­êng kÝnh d, chiÒu dµi a. Tõ dÉn cña mçi h×nh lµ : G1 = 0,26.m0.a Hai h×nh nöa khèi trô ®Æc, ®­êng kÝnh d, chiÒu dµi b. Tõ dÉn cña mçi h×nh lµ : G2 = 0,26.m0.b Hai h×nh nöa trô rçng víi ®­êng kÝnh trong d, ®­êng kÝnh ngoµi (d + 2m), chiÒu dµi a. Tõ dÉn mçi h×nh lµ : G3 = = Víi m = 0,1.d Hai h×nh nöa trô rçng víi ®­êng kÝnh trong d, ®­êng kÝnh ngoµi (d + 2m), chiÒu dµi b. Tõ dÉn mçi h×nh lµ : G4 = = Víi m = 0,1.d Bèn h×nh 1/4 cÇu ®Æc víi ®­êng kÝnh d. Tõ dÉn cña mçi h×nh lµ : G5 = 0,077m0.d Bèn h×nh 1/4 cÇu rçng víi ®­êng kÝnh trong d. ®­êng kÝnh ngoµi (d + 2m). Tõ dÉn mçi h×nh lµ : G6 = = 0,025.m0.d V× tÊt c¶ c¸c tõ dÉn nµy song song víi nhau nªn tõ dÉn tæng Gd ë khe hë kh«ng khÝ sÏ lµ tæng cña 17 tõ dÉn trªn : Gd = G0 + 2.( G1 + G2 + G3 + G4) + 4.( G5 +G6) = .[0,408.d2 + 0,636.( a + b ).d + a.b]. Víi khe hë cùc tõ gi÷a: a = 28 mm. b = 25 mm. Gd2 = .[0,408.d2 + 0,636.( 28+25 ). 10 -3.d + 28.2510 -6 ] [ H] = .[0,408.d2 + 33,71.10 -3.d + 70.10 -5 ] . [ H ] Víi khe hë cùc tõ bªn: a1 = a3 = 14 mm b1 = b3 = 25 mm Gd1 = Gd3 = .[0,408.d2 + 0,636.( 14+25 ). 10 -3.d + 14.2510 -6 ] [H ] = .[0,408.d2 + 24,8.10 -3.d + 35.10 -5 ] [ H ] b. Tõ dÉn rß: §èi víi m¹ch tõ xoay chiÒu, tõ dÉn rß qui ®æi ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : a/2 a/2 b c Grq® = Trong ®ã gr : suÊt tõ dÉn rß. hl : chiÒu cao lâi m¹ch tõ. TÝnh suÊt tõ dÉn rß gr b»ng c¸ch chia khe hë kh«ng khÝ thµnh 5 h×nh ®¬n gi¶n ( xÐt hl = 1 ), gåm: - 1 h×nh trô ch÷ nhËt b´1´c - 2 h×nh 1/2 trô trßn ®Æc ®­êng kÝnh c , chiÒu cao 1. - 2 h×nh 1/2 trô trßn rçng ®­êng kÝnh trong c , ®­êng kÝnh ngoµi (c+a), chiÒu cao 1 . gr = mO. + 2.mO.0,26.hl + 2.mO. = [H/m] Tõ dÉn rß qui ®æi: Gr q®1 = Gr q® 2= grhl = [H] Tõ dÉn rß tæng qui ®æi: Grq®S = Gr1 + Gr 2 = 0,59.10-7. [H] c. TÝnh tõ dÉn tæng khe hë kh«ng khÝ, m¹ch tõ vµ ®¹o hµm cña nã: Tõ dÉn tæng khe hë kh«ng khÝ: Gd = = = Gd2 = .[0,408.d2 + 33,71.10 -3.d + 70.10 -5 ] [ H ] Gd1 = .[0,408.d2 + 24,8.10 -3.d + 35.10 -5 ] [ H ] = = .[0,408.d2 – 70.10-5] [H/m] = = .[0,408.d2 – 35.10-5] [H/m] Tõ dÉn tæng m¹ch tõ: GS = Gd + Grq®S Nãi chung Grq®S lµ ®¹i l­îng kh«ng ®æi ® = 0 VËy = + = d.X¸c ®Þnh hÖ sè tõ rß khi d thay ®æi: sr = KÕt qu¶ tÝnh to¸n: d (mm) Gd1´10-7 [H] Gd2´10-7 [H] Gd´10-7 [H] sr 0,1 44,29 88,39 44,24 1,0134 0,5 9,11 18,02 9,06 1,0652 1 4,72 9,23 9,06 1,1267 2,5 2,08 3,95 2,03 1,2911 3 1,79 3,37 1,74 1,3400 4 1,43 2,64 1,37 1,4300 5 1,22 2,21 1,16 1,51 6,5 1,02 1,81 0,96 1,6155 3.X¸c ®Þnh tõ th«ng vµ tõ c¶m: Theo c«ng thøc 5-50, trang 263 – TKKC§HA,cã: ) Trong ®ã: Fhtb : lùc hót ®iÖn tõ t¸c ®éng lªn phÇn øng t¹i dth = 2,5mm. Fdth : tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ t¹i ®iÓm tíi h¹n dth. K = 0,25 : hÖ sè xÐt tíi thø nguyªn cña Fhtb ( N ). 1/3 lµ thõa sè ®¸nh gi¸ sù ¶nh h­ëng cña Gr qui ®æi theo tõ th«ng trung b×nh Ftb. Nh­ trªn ®· cã = 0 ® = 0 Tõ ®ã suy ra : Fdth = XÐt t¹i dth = 2,5 mm Dùa vµo ®Æc tÝnh c¬: Fhtb = 0,5.Fdt = 69 = 38,5N X¸c ®Þnh t¹i dth = 2,5 mm = 2,5.103 m Gd1 = 2,08.107 [H] = - 6,99.10-5 [H/m] Gd2 = 3,95.10-7 [H] = - 14,02.10-5 [H/m] Gd = 2,03.10-7 [H] = - 7.10-5 [H/m] Thay sè ta cã : Gi¸ rrÞ tõ c¶m ë khe hë kh«ng khÝ tíi h¹n lµ: Gi¸ trÞ nay xÊp xØ gi¸ trÞ ®· chän ban ®Çu. TrÞ sè tõ th«ng trung b×nh trong lâi thÐp cña cùc tõ gi÷a: Ftb = srth. Fdth = 1,2911.3,39.10-4 = 4,4.10-4 Wb. VËy tõ c¶m trung b×nh cña lâi thÐp lµ: Gi¸ trÞ nµy n»m trong vïng cho phÐp:[0,6-0,8T]. 4.X¸c ®Þnh sè vßng cuén d©y: a.X¸c ®Þnh sè vßng cuén d©y: (C«ng thøc trang 284 – TKKC§HA) Trong ®ã : - KIR : hÖ sè ®¸nh gi¸ thµnh phÇn t¸c dông cña ®iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn trë cña cuén d©y. Khi phÇn øng bÞ hót KIR » 1. - U®m : ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña cuén d©y, U®m = 220V - KUmin : hÖ sè tÝnh ®Õn sôt ¸p , KUmin = 0,85 - f = 50 Hz: tÇn sè ®iÖn ¸p. Þ (vßng) b.TiÕt diÖn d©y quÊn : q = Þ c.§­êng kÝnh d©y : Chän d©y quÊn ®ång tiÕt diÖn trßn. §­êng kÝnh d©y quÊn kh«ng kÓ c¸ch ®iÖn ngoµi lµ: . C¨n cø vµo b¶ng 5-8, TKKC§HA, chän d©y ®ång lo¹i kÝ hiÖu P'H. §­êng kÝnh d©y trÇn d = 0,3 mm TiÕt diÖn d©y trÇn q = 0,07 mm2 §­êng kÝnh d©y cã c¸ch ®iÖn d’ = 0,35 mm TiÕt diÖn d©y cã c¸ch ®iÖn q’ = 0,096 mm2 HÖ sè lÊp ®Çy thùc tÕ lµ: k = 0,95 hÖ sè xÐt tíi sù kh«ng ®ång ®Òu khi quÊn d©y. 5.TÝnh to¸n vßng chèng rung ( vßng ng¾n m¹ch ): Nam ch©m ®iÖn xoay chiÒu, ®iÖn ¸p ®Æt vµo cã d¹ng h×nh sin víi tÇn sè f = 50Hz, nªn tõ th«ng sinh ra còng biÕn thiªn h×nh sin víi tÇn sè t­¬ng øng. Do vËy lùc ®iÖn tõ sinh ra còng biÕn thiªn theo d¹ng h×mh sin. C«ng thøc Macxell vÒ lùc ®iÖn tõ cã d¹ng: F®t = .sin2wt = - .cos2wt = F0 – F0. cos2wt Trong ®ã : F0 = : biªn ®é tõ th«ng trong lâi thÐp cùc tõ. S : tiÕt diÖn cùc tõ. w = 2.p.f = 314 rad/s. Nh­ vËy lùc ®iÖn tõ gåm 2 thµnh phÇn: - Thµnh phÇn kh«ng ®æi: Fk® = F0 - Thµnh phÇn thay ®æi theo thêi gian: Fbd = F0. cos2wt. Lùc ®iÖn tõ biÕn thiªn theo thêi gian vµ tÇn sè gÊp ®«i tÇn sè nguån. §iÒu ®ã g©y ra hiÖn t­îng rung vµ ån. §Ó kh¾c phôc hiÖn t­îng nµy ng­êi ta ®Æt vßng chèng rung trªn 2 cùc tõ bªn. St Sn Khi cã vßng chèng rung tõ th«ng Fm ®i qua ®Çu cùc bÞ chia lµm 2 phÇn: mét phÇn ®i qua vßng chèng rung Ft ,vµ mét phÇn ®i ngoµi vßng chèng rung Fn. Do tõ kh¸ng cña vßng d©y chèng rung nªn Ft vµ Fn sÏ lÖch pha nhau mét gãc j vµ hai lùc t­¬ng øng do chóng sinh ra sÏ lÖch pha nhau mét gãc 2.j. Tæng lùc ®iÖn tõ ë cùc cã vßng chèng rung lµ Fv. Fv = [ + ] – [.cos(2wt - 2j) + . cos2wt] = Fk® + Fb® Víi : Fk® = Fto + Fno Fb® = Fno. cos(2wt - 2j) + Fto. cos2wt TrÞ sè biÕn thiªn cña thµnh phÇn biÕn ®æi lµ: Fb® = §Ó trÞ sè nhá nhÊt cña lùc ®iÖn tõ lín h¬n lùc c¬ th× Fb® cµng nhá cµng tèt. Trong tr­êng hîp lÝ t­ëng Fb® = 0; muèn vËy ph¶i tho¶ m·n ®ång thêi 2 ®iÒu kiÖn Fto = Fno vµ j = 900. Thùc tÕ do vßng chèng rung cã ®é tæn hao c«ng suÊt vµ do h¹n chÕ cña c«ng nghÖ chÕ t¹o nªn gãc j < 900. Kinh nghiÖm cho thÊy víi j = 500 ¸ 800 lµ ®· kh¾c phôc ®­îc hiÖn t­îng rung do lùc biÕn thiªn theo thêi gian. Cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n vßng chèng rung, ta dïng ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n vßng chèng rung theo tØ sè gi÷a lùc ®iÖn tõ bÐ nhÊt vµ lùc ®iÖn tõ trung b×nh khi kh«ng cã vßng ng¾n m¹ch. a.X¸c ®Þnh trÞ sè trung b×nh cña lùc ®iÖn tõ ë khe hë lµm viÖc khi kh«ng cã vßng chèng rung, ë tr¹ng th¸i hót cña phÇn øng : Theo c«ng thøc 5-52 , TKC§HA: . Trong ®ã: Stn : tæng diÖn tÝch trong vµ ngoµi vßng chèng rung. Stn = Sl – Sv = Sl - D.b.2 D : bÒ réng vßng chèng rung, ta chän D =2mm. Þ Stn = 347 – 2.25.2 = 247 mm2 Fdtb : tõ th«ng trung b×nh qua khe hë khi phÇn øng hót tÝnh cho cùc tõ bªn. Fdtb = sr : hÖ sè tõ rß khi phÇn øng hót d = 0,1 mm lµ: sr = 1,0134 Thay sè vµo c«ng thøc ta cã: . b.TØ sè gi÷a lùc ®iÖn tõ bÐ nhÊt vµ gi¸ trÞ trung b×nh cña lùc ®iÖn tõ khi kh«ng cã vßng chèng rung. Theo c«ng thøc 5-53, TKKC§HA, cã: fl = = kdt : hÖ sè dù tr÷ cña thµnh phÇn lùc ®Ëp m¹ch. kdt = 1. Fcqdh : ph¶n lùc c¬ qui ®æi khi phÇn øng hót. Fcqdh = Fc¬½d = 0.kl.0,25 Fc¬½d = 0 : tæng lùc c¬ t¸c dông lªn phÇn ®éng khi phÇn øng hót d = 0 mm. Dùa vµo ®Æc tÝnh c¬ ta cã Fc¬½d = 0 = 62,1 N kl : hÖ sè dung sai vÒ lùc. kl = 1,2. Fc¬½d = 0 = 62,1.1,2.0,25= 19 N Þ c.TØ sè diÖn tÝch gi÷a cùc tõ ngoµi vµ trong vßng chèng rung: St + Sn = 247 mm2 Þ . Þ Sn = 107 mm2 d.§iÖn trë vßng ng¾n m¹ch. Theo c«ng thøc 5-54, TKKC§HA: Trong ®ã: S tn : tæng diÖn tÝch trong vµ ngoµi vßng chèng rung. dh : khe hë khi phÇn øng hót chØ cã khe hë c«ng nghÖ. dh = 0,1.10-3 mm. e.X¸c ®Þnh gãc lÖch pha j gi÷a tõ th«ng trong vµ tõ th«ng ngoµi vßng chèng rung: Theo c«ng thøc 5-55, TKKC§HA, cã: tgj = w. Trong ®ã : gt: tõ dÉn khe hë kh«ng khÝ t­¬ng øng víi diÖn tÝch cùc tõ trong vßng ng¾n m¹ch St = 140 mm2. gt = m0. Chän m0 = 0,1 mm = 0,1.10-3 m Þ * So s¸nh a víi [a] cho phÐp tõ 500 ¸ 800 th× gãc lÖch pha j gi÷a tõ th«ng trong vµ tõ th«ng ngoµi vßng chèng rung ®· tÝnh lµ tho¶ m·n. f. Tõ th«ng trong vµ ngoµi vßng ng¾n m¹ch: Theo c«ng thøc 5-56, TKKC§HA, cã: Ft = Fn= c.Ft c = Víi c¸c sè liÖu ®· tÝnh to¸n ë trªn: Fdh = 2,17.10-4 Wb. b = 0,77 cosj = 0,49 Þ Thay sè vµo c«ng thøc ta cã: Fn= 1,58. 9,7.10-5 = 1,53.10-4Wb. g. Tõ c¶m ë khe hë vïng ngoµi vßng ng¾n m¹ch. *VËy so s¸nh víi [Bn] £ 1,6 T th× Bn = 1,42 lµ tho¶ m·n. 6.X¸c ®Þnh c¸c lùc ®iÖn tõ: a. Lùc ®iÖn tõ phÝa trong vßng ng¾n m¹ch do Ft sinh ra : b. Lùc ®iÖn tõ phÝa ngoµi vßng ng¾n m¹ch do Fn sinh ra : c. Gi¸ trÞ lín nhÊt cña thµnh phÇn lùc ®iÖn tõ biÕn thiªn do tõ th«ng qua cùc tõ ®Æt vßng ng¾n m¹ch g©y ra. d. Gi¸ trÞ cña thµnh phÇn lùc ®iÖn tõ kh«ng ®æi do tõ th«ng qua cùc tõ ®Æt vßng ng¾n m¹ch g©y ra ( gi¸ trÞ trunh b×nh ): Ftb = Ftbt + Ftbn = 13,37+43,54 = 57 (N). e. Lùc ®iÖn tõ nhá nhÊt do tõ th«ng qua cùc tõ ®Æt vßng ng¾n m¹ch g©y ra. Do cã 2 cùc tõ cã ®Æt vßng ng¾n m¹ch nªn: 2.Fmin = 2. 19 = 38 [N]. Fc¬ max = 0,5.62,1 = 31,1 [N]. Nh­ vËy lùc ®iÖn tõ nhá nhÊt khi hót 2.Fmin = 38 N lín lùc c¬ max cña phÇn øng Fc¬ max = 31,1 N, ®¶m b¶o cho nam chh©m ®iÖn ®ñ kh¶ n¨ng hót vµ chèng rung. f. Tû sè gi÷a lùc ®iÖn tõ nhá nhÊt vµ lùc ®iÖn tõ trung b×nh: . g. Tæn hao n¨ng l­îng trong vßng ng¾n m¹ch. 7.X¸c ®Þnh c¸c kÝch th­íc vßng chèng rung. a.X¸c ®Þnh kÝch th­íc: Dùa vµo ®iÖn trë vßng chèng rung rv, chu vi vßng chèng rung pv vµ giíi h¹n ph¸t nãng ( 200 ¸ 2500C ) ®èi víi vßng chèng rung ta x¸c ®Þnh kÝch th­íc vßng chèng rung. Chu vi vßng chèng rung: VËt liÖu vßng chèng rung lµ ®ång theo b¶ng 2-22, trang 82– TKC§HA Th«ng sè cña nã: - ®iÖn trë suÊt r20 = 1,58.10-8W.m - hÖ sè nhiÖt ®iÖn trë a = 4,3.10-3 1/0C r230 = r20.[ 1 + a .( 230 – 20 )] = 1,58.10-8.(1 + 4,3.10-3.210) = 3.10-8 W.m TiÕt diÖn vßng chèng rung: VËy ta chän D = 2 mm hv = 3,5 mm. b.TÝnh to¸n ®é chªnh nhiÖt cña vßng chèng rung: - HÖ sè to¶ nhiÖt cña vßng chèng rung trong kh«ng khÝ: - HÖ sè to¶ nhiÖt cña vßng chèng rung trong lâi thÐp: - DiÖn tÝch to¶ nhiÖt cña vßng chèng rung vµo kh«ng khÝ: STKK = pv. D + 2.( + 2.D).hv + 2.( + 2.D). D+4.hv.Dv. - DiÖn tÝch to¶ nhiÖt cña vßng chèng rung vµolâi thÐp: STFe = 2.b.hv + 2.b. D + pv. hv = 2.25.3,5 + 2.25.2 + 69,2.3,5 = 517,2mm2. - §é t¨ng nhiÖt cña vßng chèng rung so víi m«i tr­êng: VËy nhiÖt ®é ph¸t nãng cña vßng chèng rung víi kÝch th­íc 2´2 mm2: qv = t + qmt = 40 + 40 =800C Þ tho¶ m·n ph¹m vi cho phÐp c. Dßng ®iÖn trong vßng chèng rung: Pv =I2v .rv Þ §Ó tÝnh to¸n dßng ®iÖn trong cuén d©y ta qui ®æi dßng ®iÖn tæn hao trong vßng chèng rung vÒ cuén d©y. Ivqd = Trong ®ã : 2 : lµ hÖ sè tÝnh tíi vßng ng¾n m¹ch. w: sè vßng cuén d©y. . 8.TÝnh to¸n tæn hao trong lâi thÐp: a.X¸c ®Þnh träng l­îng lâi thÐp: M = V.g.kc Trong ®ã : kc : hÖ sè Ðp chÆt lâi thÐp. kc = 0,9. g : tØ träng cña thÐp kÜ thuËt ®iÖn '31, g = 7,65 g/cm3 V : thÓ tÝch m¹ch tõ. V = A.B.b – 2.D.E.b Víi A = 7,6 cm ChiÒu cao m¹ch tõ . B = 9,3 cm BÒ réng m¹ch tõ. b = 2,5 cm BÒ dµy m¹ch tõ. D = 3,4 cm ChiÒu cao cöa sæ m¹ch tõ. E = 1,8 cm ChiÒu réng cöa sæ m¹ch tõ. V = 7,6.9,3.2,5 – 2.3,4.1,8.2,5 = 146,1 cm3. M = 146,1.7,65.0,9 = 1006[g] = 1 [kg] b.SuÊt tæn hao lâi thÐp øng víi tõ c¶m cùc ®¹i: VËy tõ c¶m cùc ®¹i : Víi tõ c¶m B = 0,82 T < 1T th× theo b¶ng 5-4, TKKC§HA cã suÊt tæn hao pB/50 = 2 W/kg víi f = 50 Hz vµ B < 1T. c.C«ng suÊt tæn hao trong thÐp: PFe = kg. pB/50.M Trong ®ã : kg : hÖ sè xÐt tíi sè l­îng mèi nèi cña m¹ch tõ. kg = 2 ¸ 3. Chän kg = 3. PFe = 3.2.1 = 6 W Dßng ®iÖn ®Æc tr­ng cho tæn thÊt n¨ng l­îng trong lâi thÐp: 9.TÝnh to¸n dßng ®iÖn trong cuén d©y: a.Dßng ®iÖn trong cuén d©y khi hót: Khi n¾p ®ãng d rÊt nhá, dßng ®iÖn trong cuén d©y gåm thµnh phÇn tõ ho¸ lâi thÐp Ith, dßng ®iÖn tõ ho¸ khe hë kh«ng khÝ Id, dßng ®iÖn kh¾c phôc tæn hao trong lâi thÐp IFe vµ dßng ng¾n m¹ch Iv : Ih = Id + Ith + Iv + IFe Dßng ®iÖn tõ ho¸ khe hë kh«ng khÝ : Id = V× X = w.L = w.W2.GS >> R . Þ Id = = GS : Tõ dÉn tæng m¹ch tõ khi n¾p ®ãng dh = 0,5 mm. GS = Gd + Grq®S = 9,06.10-7+0,59.10-7 = 9,65. 10-7 H . Dßng ®iÖn tõ hãa lâi thÐp: Ith = Trong ®ã : SHi.li : tæng tõ ¸p trªn c¸c ph©n ®o¹n m¹ch tõ. Hi, li : c­êng ®é tõ tr­êng vµ ®é dµi cña c¸c ph©n ®o¹n SHi.li = Htb.ltb Htb, ltb: c­êng ®é tõ tr­êng trung b×nh trong lâi thÐp vµ chiÒu dµi trung b×nh cña m¹ch tõ. TÝnh theo gi¸ trÞ hiÖu dông : Bmax = 0,82 T, tra trªn ®­êng cong tõ ho¸ thÐp '31 h×nh 5-6, TKKC§HA cã gi¸ trÞ t­¬ng øng cña Hmax = 1,7 A/cm. ltb = 2.B + 3.D = 2.9,3 + 3.3,4 = 29 cm. Þ . Gi¸ trÞ biªn ®é cña dßng ®iÖn khi hót: MËt ®é d©y quÊn khi phÇn øng hót: Nh­ vËy khi lµm viÖc ë chÕ ®é dµi h¹n mËt ®é dßng ®iÖn trong d©y quÊn jh = 3,6 A/mm2 ®¸p øng ®­îc giíi h¹n cho phÐp [ j ] = 2 ¸ 4 A/mm2. b.Dßng ®iÖn trong d©y quÊn khi phÇn øng nh¶ Khi ®ã d = 6,5 mm, dßng ®iÖn trong cuén d©y chñ yÕu lµ tõ ho¸ khe hë kh«ng khÝ, cßn dßng ®iÖn tõ hãa lâi thÐp vµ tæn hao nhá h¬n rÊt nhiÒu. Do vËy dßng ®iÖn trong mçi cuén d©y tÝnh gÇn ®óng b»ng: Inh = Víi GSnh :tõ dÉn khe hë khi phÇn øng nh¶: GSnh = Gdnh + Gr q®S = 0,96.10-7+0,59.10-7 = 1,55. 10-7 [H]. Þ HÖ sè béi sè dßng ®iÖn: . VËy KI n»m trong ph¹m vi cho phÐp: KI = 4 ¸ 15. 10.TÝnh to¸n nhiÖt cuén d©y : a.§iÖn trë d©y quÊn: R = rq. Víi : rq : ®iÖn trë suÊt d©y quÊn ë nhiÖt ®é cho phÐp. Theo b¶ng 6-1, TKKC§HA víi c¸ch ®iÖn cÊp F cã [ q ] = 1550C. r20 = 1,681.10-8Wm : ®iÖn trë suÊt cña ®ång tinh khiÕt, theo b¶ng 6-2, TKKC§HA. ltb : chiÒu dµi trung b×nh cña mét vßng d©y. rq =r20.[ 1 + a.( q - 20)] = 1,681.10-8.[ 1 + 4,3.10-3.( 155 – 20 )] = 2,6.10-8 Wm = 2,6.10-5 Wmm. ltb = 2.[ a + b + 4.( D1 + D2 + D5 ) + 2.(D3 + bcd )] = 2.[ 28 + 25 + 4.( 1,5 + 0,5 + 1 ) + 2.( 0,5 + 10,35 )] = 173,4[mm]. Þ . b.Tæn hao n¨ng l­îng trong d©y quÊn: Pd = .R = 0,252.123 = 7,7[ W]. c.§é t¨ng nhiÖt bÒ mÆt cuén d©y: Theo c«ng thøc Newton 6-12, trang 299 – TKKC§HA, cã: t = Trong ®ã: t = q - qmt : ®é chªnh nhiÖt cña cuén d©y. KT : hÖ sè to¶ nhiÖt cña cuén d©y. Tra b¶ng 6-3, trang 301, .TKKC§HA, cã KT = 9 ¸ 14 W/m2.0C. Ta chän KT = 12 W/m2.0C. ST : diÖn tÝch to¶ nhiÖt cña cuén d©y. ST = 2.[ a + b + 4.( D1 + D2 + D3 + D5 + bcd )].hcd = 2.[ 28 + 25 + 4.( 1,5 + 0,5 + 0,5 + 1 + 10,35 )].26 = 5637 mm2 = 5637.10-6 m2. Þ . Nh­ vËy nhiÖt ®é cña cuén d©y tho¶ m·n ®iÒu kiÖn cho phÐp cña cÊp c¸ch ®iÖn B. q = t + qmt = 114 + 40 = 154 0C < [ q ] = 1550C. IV.Dùng ®Æc tÝnh lùc hót. Theo c«ng thøc 5-50, trang 263 – TKKC§HA,cã: ) Trong ®ã: Fh : lùc hót ®iÖn tõ t¸c ®éng lªn phÇn øng. Fd : tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ. K = 0,25 : hÖ sè xÐt tíi thø nguyªn cña Fhtb ( N ). 1/3 lµ thõa sè ®¸nh gi¸ sù ¶nh h­ëng cña Gr qui ®æi theo tõ th«ng trung . b×nh Ftb. V× Gr q®S » const ® = 0 ® = 0. Fd = . Trong ®ã: Ftb : tõ th«ng trung b×nh cña lâi thÐp. sr : hÖ sè tõ rß. Þ Víi Ftb x¸c ®Þnh theo c«ng thøc trang 284 – TKKC§HA : Ftb = Trong ®ã : - KIR : hÖ sè ®¸nh gi¸ thµnh phÇn t¸c dông cña ®iÖn ¸p r¬i trªn .®iÖn trë cña cuén d©y. Chän KIR = 1. - U®m : ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña cuén d©y, U®m = 220V - KU : hÖ sè tÝnh ®Õn sù thay ®æi ®iÖn ¸p nguån, KU = 0,85 ¸ 1,1. - f = 50 Hz: tÇn sè ®iÖn ¸p. .. - W = 1915 vßng. Víi nh÷ng gi¸ trÞ sau cña KU ta cã: KU = 0,85 th× KU = 1 th× KU = 1,1 th× KÕt qu¶ tÝnh ®­îc ta cã: d ( mm) Gd´10-7 ( H ) ´10-4 sr Fh ( N ) Fnh ( N ) KU = 0,85 KU = 1 KU = 1,1 0,1 44,24 -439.8200 1,0134 143,74 198,95 240,73 61.5 0,5 9,06 -17,5900 1,0652 124,08 171,73 207,80 61 1 4,66 -4,3949 1,1267 104,59 144,77 175,17 60 2 2,47 -1,0963 1,2394 77,00 106,58 128,96 58,67 2,5 2,03 -0,7 1,2911 67,03 92,78 112,26 27,33 3 1,74 -0,4854 1,3400 58,81 81,40 98,50 26,5 4 1,37 -0,2716 1,4300 46,20 63,94 77,36 25,33 5 1,16 -0,1726 1,5100 37,09 51,33 62,11 24 6,5 0,96 -0.100 1,6155 27,53 38,11 46,11 20,66 v.hÖ sè nh¶ cña nam ch©m ®iÖn. HÖ sè nh¶ lµ tØ sè gi÷a dßng ®iÖn hoÆc ®iÖn ¸p cuén d©y khi phÇn øng cña nam ch©m ®iÖn nh¶ vµ khi t¸c ®éng. KI = ; KU = Dùa vµo hÖ sè nh¶ Knh ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc ®é nh¹y cña nam ch©m ®iÖn. Víi nam ch©m ®iÖn cã ®é nh¹y cao th× ®Æc tÝnh nh¶ Fnh¶ ph¶i n»m hoµn toµn d­íi ®Æc tÝnh c¬. §èi víi c«ng t¾c t¬ Knh = 0,4 ¸ 1 C¨n cø vµo ®Æc tÝnh c¬ vµ lùc hót ®iÖn tõ ta cã thÓ x¸c ®Þnh: Knh = . d ( mm) 0,1 2,5 3 5 6,5 Fc¬ (N) 61,5 27,33 26,5 24 20,66 F®t (N) 143,74 67,03 58,81 37,09 27,53 Knh 0,69 0,64 0,67 0,65 0,87

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docCongtacto XC 3pha71.doc
  • doccongtacto xc3pha62.DOC
  • docCongtacto xc3pha99.DOC
Luận văn liên quan