交流接触器设计毕业设计完整修改版

之与陶土灭弧罩或塑料灭弧罩接触,电弧被拉长和冷却熄灭。交流接触器也可以利用近阴极效应熄弧。这是一种最简单的灭弧装置,适用于容量较小的交流接触器,操作频率可以比较高。

(2)多纵逢灭弧室;电弧在回路电动力作用下被迅速拉长和进入纵逢中,电弧被分成多条细弧,并且迅速冷却而熄灭,用于操作频率比较高和额定电流较大的接触器中,灭弧能力比较强。

(3)栅片灭弧室;电弧在回路电动力及铁栅片的吸力作用下,进入栅片之间,被栅片分割成多个串联的短弧,由于直流电弧的近极压降或交流电弧的近阴极效应而熄灭电弧。这种灭弧室喷弧距离小,过电压低,常用于交流接触器,尤其适用于较高工作电压的交流接触器,例如CJ20—160/11及CJ20—630/11(额定工作电压为1140V)接触器就采用这种灭弧室。但是,栅片吸收电弧能量后温度上升很快,不适合于太高的操作频率。

(4)串联磁吹和绝缘材料灭弧室;串联磁吹线圈在弧区产生较强的磁场,电弧在磁场中受到较强的电动力作用,而被拉长和迅速进入绝缘灭弧室中,被灭弧室壁冷却而熄灭。灭弧室由陶土或耐弧塑料制成,有多纵缝、横隔板、窄缝和迷宫式等多种结构。这种灭弧室的热量易于散出,灭弧室的耐热性好,故可以用于较高的操作频率,直流接触器常用这种灭弧装置。但是,它的喷弧距离大,声光效应大,过电压较高和用铜量大,此外,用于交流接触器时,由于吹弧线圈的铁心和铁夹板(铁轭)中有铁损耗,使其磁通落后于电流一个相位差角,而产生使电弧反吹的电动力等缺点。因而交流接触器很少采用这种灭弧室。

(5)真空灭弧室;近年来国内已经研制成功真空、接触器。其灭弧装置为真空灭弧室。当交流电弧电流过零时,游离气体以极快的速度向弧区以外扩散,弧隙介质恢复强度迅速上升,从而使电弧熄灭。这种灭弧室的优点是具有很强的熄灭交流电弧的能力。灭弧室密封,电弧及游离气体不能逸出,使用安全。而且,触头电磨损小,点寿命高,但是价格比较高。

3.4 选择主触头灭弧系统的结构形式及尺寸

根据本次设计要求,为了灭弧系统的拆装方便,综合考虑以上几种灭弧室的特点,选择栅片纵缝灭弧室。它可以减少电弧电流的幅值,并可以减少平均电压的恢复速率,避免了过电压,灭弧的综合性能优良。 参考同类产品,采用缝数为4,缝宽3mm

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验算主触头灭弧系统性能:

在不大于0.1s时间内可靠灭弧 采用多断口灭弧 (1)接触器的分断条件为:

I=8×Ie=800A; U=1.1Ue=1.1×380=418V; cosΦo=0.35。

分断回路的固有振荡频率计算公式:fo=2000×I0.2×Ue-0.8 =2000×8000.2×380-0.8=65.6kHz

(2)对于三相线路的回路系数取 Khv=1.5 (3)分断回路的电感按下式计算

X=ωL=ZsinΦ (3-1)

=

U?1?cos2?0I??

418?1?0.3522 =

800?314 =0.00156H

(4)系数KH的计算公式:

KH=0.9?Khv?1?cos?0 (3-2) =0.9?1.5?1?0.35 =1.088

(5)弧运动速度计算公式:

Vh≈2.12ih??1/2 (3-3)

≈2.12×800×0.5-1/2 ≈2398.5cm/s

(6)电弧长度计算公式:

取触头分开速度80cm/s(根据同类型产品统计数据),熄灭时间为半个波t=0.01s

lh0≈t?Vc?9Vh (3-4)

=0.01?802?9?2398.52 =71.96cm

(7)纵缝灭弧室中交流电弧的等值电阻计算公式:

14200 Rh≈0.015s+2 (3-5)

I14200 =0.015s? 2800

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22 =0.0372(Ω/cm)

(8)当恢复电压为非周期过程时,电器必须的分断断口数ndu计算公式: 其中电源频率50Hz时,银触头的修正系数βc=2,查资料得系数M0=200×10-6H/us取Ujf0=80V;Kjf=1.6

?c?KjfL?(1?lnKNU? ndv=

KNUM0)?c?KjfL (3-6)

Ujf0M0?0.34KNlhRh0I1.088?418?8?10?62?1.6?0.00156?(1?ln)2?1.6?0.001561.088?418??6200?10=

80?0.34?1.088?71.96?0.09?800=0.22

桥式触头为双断点,ndv =2,远大于要求,所以能可靠熄弧。

(9)检查恢复电压振荡过程转变为非周期过程的条件,其判断公式如下:

M0ndv?106 f0≥ (3-7)

3.14L8?10?6?2?106 65600≥=2054.54Hz

3.14?0.00156满足上述条件,因而恢复电压为非周期过程。

3.5 辅助触头系统灭弧方法

由于辅助触头开断电流小,不需加特殊的灭弧装置,直接利用双断点触头

灭弧。

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第4章 电磁系统设计

4.1 概述

电磁系统是由磁系统和线圈组成,用以进行电磁转换的电器组件或部件。电器的电磁系统主要是借线圈激磁使磁系统磁化,产生电磁吸力吸引衔铁,使之运动作机械功,从而达到某些预定目的。通过线圈从电源吸取能量,并借衔铁的运动输出机械功,是电磁系统进行能量转换的一个方面,通过线圈输入电磁信号,并借衔铁的机械运动输出指令,是电磁系统实行控制作用的又一个方面。

电磁系统的用途非常广泛:它既可以单独成为一类电器,诸如用作牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电磁铁和电磁离合器及电磁吸盘等;它亦可作为电器的组件或部件,例如用作电磁接触器、电磁式继电器、电磁式脱扣器等的感测部件,以及电磁操作机构的执行部件。此外,从广义的角度来看,电磁传感器、电磁稳压器乃至磁放大器等,也可视为电磁系统。由此,设计之前需要了解电磁系统的种类、典型结构和基本特性:

4.2 电磁系统的种类和典型结构形式

电磁系统种类很多。按线圈激磁电流的种类区分有直流电磁系统、单相交流电磁系统、三相交流电磁系统、极化电磁系统以及交直流同时磁化的电磁系统。按线圈的连接方式区分有并激电磁系统和串激电磁系统。按衔铁与线圈的相对位置区分有衔铁穿入线圈内腔的内衔铁式电磁系统和衔铁在线圈外运动的外衔铁式电磁系统。按外观形状区分有E形电磁系统、螺管式电磁系统和拍合式电磁系统等。

电磁系统的结构从衔铁运动方式区分有直动式和转动式结构。总之,电磁系统的结构形式很多,且不同形式的具有不同的特性。所以在设计时要根据具体电器的反力特性及对吸力特性与反力特性配合的要求,确定电磁系统的结构形式。

4.3 电磁系统的基本特性

电磁系统的基本特性包括吸力特性、反力特性、输入-输出特征及时间特性,

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