СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………..…………………………...…3

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТОКОВЕДУЩЕГО КОНТУРА КОНТАКТОРА………4

1.1. Расчет токоведущих частей………………………………………………4

1.2. Расчет коммутационных контактов………………………………………5

1.2.1. Определение ширины контакта………………………………………7

1.2.2. Определение расчетной силы нажатия контактов…………………7

1.2.3. Определение величины предельного тока…………………………7

1.2.4 Определение тока аварийной перегрузки………………………..…8

1.2.5. Выбор унифицированной контактной накладки……………………9

1.2.6. Определение износостойкости контактов………………………….9

1.3. Проектирование контактных соединений…………………………..…11

1.4. Разработка эскиза контакта…………………………………………..…11

2. РАСЧЕТ ДУГОГАСИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА………………………...…12

2.1. Выбор системы дугогашения……………………………………………12

2.2. Расчет дугогасительных рогов …………………………………………12

2.3. Выбор конструкции, размеров дугогасительной камеры и расчет электромагнитной дугогасительной системы……………………………………13

2.4. Расчет параметров дугогасительной катушки…………………………14

2.5. Расчет параметров стального сердечника……………………………..15

3. РАЗРАБОТКА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ АППАРАТА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВЫХ И ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ………………………………...…17

4.МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ19

4.1. Определение сил, действующих на притирающую пружину………19

4.2. Расчет приведенных сил, параметров выключающей пружины и построение механической характеристики контактора с пневматическим приводом……………………………………………………………………………20

5. РАСЧЕТ ПРУЖИН………………………………………………………………24

6. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ОБЩЕГО ВИДА И ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ АППАРАТА…………………………………………………………………………28

ВЫВОДЫ……………………………………………………………………………29

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЕЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………..30

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Введение

Среди тяговых электрических аппаратов контактные коммутационные аппараты – контакторы – являются наиболее сложными и ответственными аппаратами электроподвижного состава (ЭПС). Контакторы предназначены для коммутации электрических цепей и служат для управления и регулирования режимами работы тягового электрооборудования

ЭПС.

В данном курсовом проекте производим расчет электропневматического контактора.

Конструкции электропневматических контакторов различных типов во многом подобны. Различаются они наличием или отсутствием дутогашения, конструктивным исполнением дугогасительных камер, блокировок и включающих вентилей.

Несмотря на большое разнообразие конструкций электрических аппаратов, проектирование электропневматического контактора будет производится в следующем порядке:.

• изучение существующих конструкций тяговых аппаратов. Выбор конструктивной схемы. Компоновка конструкции. Выбор и расчет общей электрической изоляции аппарата. Разработка эскиза общего вида аппарата и определение его основных размеров;

• расчет и проектирование токоведущего контура: проводников; контактных соединений; коммутирующих контактов;

• расчет и проектирование дугогасительных устройств;

• расчет и проектирование механизма, в том числе заданного типа пневматического привода;

• конструктивная разработка деталей и узлов аппарата с соответствующими расчетами;

• оформление графической части проекта: чертеж общего вида контактора, не менее чем в двух проекциях, схемы и графики, иллюстрирующих расчеты и исследования;

• составление расчетно-пояснительной записки.

При проектировании электропневматического контактора широко используем метод последовательных приближений, принцип преемственности конструкции отдельных элементов, сравнение расчетных вариантов.

1 Проектирование токоведущего контура контактора

Токоведущий контур контактора обычно содержит:

- подвижный и неподвижный контакты;

- контактные накладки;

- катушку дугогашения;

- дугогасительные рога;

- токоподводы;

- гибкие соединения.

При проектировании токоведущего контура рассчитываем параметры его элементов так, чтобы при протекании по ним тока температура их нагрева не превышала предельно допустимую [1., 1., прилож.3 табл.П.3.1].

1.1 Расчет токоведущих частей

Величина номинального тока у контакторов устанавливается для продолжительного (длительного) режима, т.е. I_ном=I_∞=300 A.

Определение размеров поперечного сечения токоведущих частей производится из условия, что в установившемся режиме температура их нагрева θ_к не превысит допустимой θ_доп.

Для шины прямоугольного сечения с размерами a – b (а – толщина, b – ширина) можно определить:

(1.1)

где θ_окр=40 ºС – расчетная температура окружающей среды;

–удельное электрическое сопротивление материала токовода при температуре 0°С, [1., прилож.1 табл. П.1];

- температурный коэффициент сопротивления материала токовода [1., прилож.1 табл. П.1];

- коэффициент теплоотдачи плоской шины;

S - плошадь поперечного сечения токовода, м ;

р - периметр поперечного сечения токовода, м;

- допустимое превышения температуры над температурой окружающей среды [1., прилож.3 табл.П.3.2];

θ_доп= θ_окр+ τ_доп=40+75=115 °С - предельно допустимая температура нагрева для меди.

Для шины прямоугольного сечения с размерами (а - толщина,b- ширина) из (1.1) можно определить

(1.2)

Задавшись отношением а/b=1/4, определяем толщину - а и ширину - b токоведущего элемента:

(1.3)

(1.4)

При конструктивной разработке конкретных токоведущих частей форма поперечного сечения и размеры могут быть изменены, но во всех случаях площадь поперечного сечения и периметр не должны быть меньше найденных по формулам (1.3) и (1.4).

1.2. Расчет коммутационных контактов

В зависимости от типа контактора, назначения токоведущего контура (силовая цепь, цепь управления) конструктивная форма коммутационных контактов может быть различна. В силовых цепях тяговых аппаратов наибольшее распространение получили линейные коммутационные контакты "грибкового" типа.

В цепях управления блокировочные коммутационные контакты, контакты реле – обычно выполняют в форме точечных стыковых контактов с серебряными или металлокерамическими наделками мостикового типа, либо в форме пальцевых контактов скользящего типа.

Во всех случаях, при протекании через контакты длительного тока, температура перегрева контакта не должна превышать предельно допустимого значения τ_доп.

Тепловую постоянную контакта А_к, А²/(Н·мм) и определяют как произведение двух величин: плотности тока по нажатию j_н, А/Н и линейной плотности j_л, А/мм:

;; (1.5)

Рекомендуемые значения удельных плотностей тока ,и тепловой постояннойА_к, А²/(Н·мм) для контактов тяговых аппаратов, изготовленных из меди, приведены в [1., 1., прилож.3 табл.П.3.5].

Для номинального тока I_ном=I_∞=300 A, определяем расчетную величину тепловой постоянной контакта А_красч по формуле:

(1.6)

где А_кmin, А_кmax, и I_max, I_min - наименьшие и наибольшие значения соответственно тепловых постоянных контактов и токов, протекающих через контакты.

Согласно табл.П3.5:

А_кmin=112 А²/(Н·мм);

А_кmax=133 А²/(Н·мм);

I_max=750 А

I_min=150 А

Тогда тепловая постоянная контакта А_красч:

А²/(Н·мм).

Аналогичным образом определяем расчетные значения плотности тока по нажатию j_нрасч:

(1.7)

где j_нmin, j_нmax, и I_max, I_min - наименьшие и наибольшие значения соответственно плотностей токов по нажатию и токов, протекающих через контакты.

Согласно табл.П3.5: j_нmin=6,1 А/Н; j_нmax=6,5 А/Н;

A/H.

и линейную плотность j_лрасч:

(1.8)

где j_лmin, j_лmax, и I_max, I_min - наименьшие и наибольшие значения соответственно плотностей токов по нажатию и токов, протекающих через контакты.

Согласно табл.П3.5: J_лmin=18 А/мм;J_лmax=22 А/мм.

А/мм.