150687 (598885), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

где определяется по формуле:

Полученное значение округляют в большую сторону до целого числа.

На основании данных полученных в п.8 и п.9, расчёте пластин и при колебательном процессе, принимается реальное число пластин, которое равно расчётному значению плюс несколько резервных пластин.

Так как расчёт производится для двух значений тока: и , то во внимание должно приниматься наибольшее число пластин.

Если при использовании данного способа гашения дуги предусмотреть применение мостиковых контактов (например, с целью повышения коммутационной способности или с целью упрощения кинематической схемы аппарата), то расчёт числа пластин и производится для половинного напряжения, т.е.

Определяется минимальная длина пластин , чтобы дуга не вышла за пределы дугогасительного устройства:

где – время горения дуги, с; – в мм

В реальных условиях время горения дуги в решётке может быть больше 1 полупериода, вследствие неодновременного входа частей дуги в камеру.

Поэтому, в расчётах время следует принимать равным двум полупериодам, т.е.

Вычерчивается эскиз камеры с решёткой, определяются габаритные размеры спроектированного дугогасительного устройства, по числу пластин, по , по ширине пластин. Ширина пластин определяется с учётом ширины подвижных контактов.

Рисунок 1.48 – Эскиз камеры с решёткой

19 ГАШЕНИЕ ДУГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В КАМЕРЕ С ПРОДОЛЬНОЙ ЩЕЛЬЮ В ПОПЕРЕЧНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

19.1 Порядок расчёта

1 Производят выбор вида ДК, задаются ширина щели , выполняются эскизные проработки ДУ, определяют число витков катушки, размеры магнитопровода, системы магнитного дутья, рассчитывают зависимость:

Порядок расчёта электромагнитной системы ЭМ дутья см. в постоянном токе.

Расчёт ДУ переменного тока выполняется для ряда отключаемых токов, в которых обязательно включают критические токи, номинальный ток и предельный.

Под отключаемым током в рассматриваемом случае следует понимать его действующее значение.

При определении основных параметров электромагнитной системы ДУ следует руководствоваться рекомендациями [1, стр. 180].

2 Определяем среднюю скорость движения дуги в камере для всех отключаемых токов:

где – действующее значение тока, принимаемое из ряда намеченных токов

Н – напряжённость поля, А/см, определяется по графику зависимости: или ,

– ширина щели , см

3 Определяется диаметр дуги, чтобы уточнить к какому типу отнести дугогасительную камеру с широкой или узкой щелью:

где – скорость движения дуги, в см/с

– определяется для всех отключаемых токов

4 С учётом полученного диаметра дуги производится расчёт градиента напряжения на дуге: а) для камер с широкой щелью:

б) для камер с узкой щелью:

В указанных формулах I_от – в Амперах, – в см.

5 Для выбранного значения и каждого значения отключаемого тока определяют величины: и см. [1, рис.6.19 стр.178].

6 Определяется коэффициент :

7 Определяется коэффициент

где угловая частота:

8 Определяется приближённое значение времени гашения дуги:

где – время от начала размыкания контактов до того момента, когда в межконтактном промежутке создаются условия для нормального распределения дуги в камере, т.е. когда между контактами исчез расплавленный мостик металла и образовалось расстояние между ними, достаточное для свободного выхода дуги в камеру. Для существующих конструкций аппаратов принимается в пределах 0,01÷0,02 с.

Вторая составляющая зависит от параметров размыкающей цепи и параметров дугогасительной камеры. Это время является одной из основных величин, которая рассчитывается.

Третья составляющая – это время гашения пламени дуги, тысячные или сотые доли секунды, в расчётах следует принимать .

Расчёт :

а) определяем время горения дуги при апериодическом законе изменения напряжения:

После определения проверяют условие выполнимости апериодического условия:

где – собственная частота, Гц

– индуктивность отключаемой цепи, Гн

Если это условие выполняется, то расчётное время

Если условие не выполняется, то определяют , т.е. время горения дуги при колебательном процессе восстановления напряжения.

б) определение времени горения дуги :

где К_сх – коэффициент схемы.

Если при расчёте получаются мнимые числа (отрицательные), то это значит, что вторая составляющая полного времени горения дуги будет меньше продолжительности 1 полупериода, или < 0,01 с.

Расчёт времени производится для всех отключаемых токов.

9 Выполняется построение зависимости

Рисунок 1.49 – Зависимость

10 Проверяют для всех отключаемых токов выполнимость условия:

в момент времени

Рисунок 1.50 – Изменение во времени

Как для колебательного, так и для апериодического процесса восстановления напряжения.

Расчёт восстанавливающейся прочности :

где – начальная восстановительная прочность, см. [1, рис.6.19, стр. 178].

– скорость роста восстановления прочности

где – собственная частота, Гц

Расчёт максимальной величины восстанавливающегося напряжения производится по формулам:

а) при колебательном процессе восстановления напряжения:

б) при апериодическом процессе восстановления напряжения:

, f_о – в Гц

– электромагнитная постоянная отключаемой цепи – индуктивность цепи, Гн; см. расчёт формулы гашения дуги двукратным разрывом – эквивалентное активное сопротивление нагрева, Ом

Эти параметры рассчитываются для всех отключаемых токов.

11 Определяется длина дуги и стрела вылета дуги для всех отключаемых токов а)

где – вторая составляющая полного времени гашения дуги , с.

б)

12 Корректируются размеры дугогасительного устройства с учётом стрелы вылета дуги.

13 Расчёт нагрева стенок камеры и уточняется материал дугогасительной камеры. Расчёт выполняется по формулам аналогичным как и для ДУ постоянного тока, при расчёте энергии, выделяемой в дуге под временем следует понимать время , а под .

14 Составляется мотивированное заключение о применимости ДУ с учётом выполнения следующих условий:

; ; или ;

20 НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАСЧЁТА ДУ ПОСТОЯННОГО ТОКА С РЕШЁТКОЙ

Дугогасительная решётка является одной из наиболее распространённых дугогасительных камер в сильноточных коммутационных аппаратах. Она состоит из ряда металлических пластин, укреплённых в изоляционных стенках.

Возникающая на контактах дуга перемещается на пластины решётки и разбивается на ряд коротких дуг, включенных последовательно относительно друг друга. Пластины обладают хорошими теплопроводными свойствами и в результате интенсивного охлаждения дуги повышается эффект гашения дуги постоянного тока в решётке определяется увеличением сопротивления и напряжения дуги.

Рисунок 1.51 – Дугогасительная решётка

где – число разрывов в решётке, число коротких дуг

– приэлектродное напряжения, которые могут достигать 20 ÷ 30 В

– напряжение, приходящееся на столб дуги в одном разрыве решётки

Во избежание отрицательного эффекта перемещения дуги в зону контактов, а не из зоны контактов. Можно применять U – образные пластины решётки, при этом повышается плотность силовых линий. Магнитные поля всегда под дугами и ЭДС всегда будут направлены вверх.

Рисунок 1.52 – Дугогасительная решётка с U – образными пластинами

Применение решётки создаёт эффект повышения напряжения и сопротивления дуги с увеличением числа разрывов решёткой.

20.1 Расчёт ЭДС, втягивающей дугу на пластины решётки

В соответствие с положениями, разработанными профессором Броном:

– относительная магнитная проницательность материала пластин

– толщина пластин, см

– расстояние между пластинами, см

– коэффициент, учитывающий неравномерность магнитного поля дуги вблизи пластин решётки,

– ток дуги, А

– расстояние от столба дуги до ближнего края пластин, см

ЭДС, втягивающие дугу в решётку, могут оказаться весьма существенными, например, при токе 5000 А и а = 0,2 см => = 3,9 Н/см, для сравнения при магнитном дутье для создания такой же силы потребовалось бы напряжённость поля порядка 640 А/см.

Когда дуга находится в решётке, на неё действует сила, которая определяется по формуле:

По мере продвижения дуги вверх, сила действия на дугу ослабляется

20.2 ВАХ дуги

Напряжение дуги в решётке мало зависти от величины тока, больше зависти от приэлектродных напряжений, т.е. числа пластин.

ВАХ дуги имеет такой же вид, как и ВАХ дуги без деления её на короткие дуги, но оказывается сдвинутой в область больших падений напряжений.

Рисунок 1.53 – ВАХ дуги с решёткой и без: 1 – ВАХ дуги без деления, 2 – ВАХ с делением дуги на короткие дуги, n – число пластин решётки, – приэлектродные напряжения, U_д¹ – падение напряжения без деления на короткие дуги

Если пренебречь падением напряжения на столбе дуги, то необходимое число пластин в камере может быть найдено из условия , тогда

,

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1 Сахаров П.В. «Проектирование электрических аппаратов»

2 Усов В.В. «Металловедение Электрических контактов», 1963 г.

3 Таев И.С. «Аппараты управления»

4 Сотсков Б.С. «Основы расчёта и проектирования электромеханических элементов автоматических и телемеханических устройств», 1965 г.

Характеристики

Список файлов книги