Расчет переключателей (стр. 1 из 3)
Мурманский Государственный Технический Университет кафедра РТКС
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ №1,2
по дисциплине: "Элементная база радиоэлектроники"
Выполнил: с-т гр. Р-471
Назаренко А. М.
Проверил: Милкин В.И.
Мурманск
2008
Теоретические сведения
1. Классификация и система условных обозначений электрических соединителей
Электрический соединитель—это электромеханическое устройство, предназначенное для механического соединения и разъединения вручную электрических цепей (проводов, кабелей, модулей, узлов и блоков) в различных видах аппаратуры при выключенном источнике тока через соединитель.
Основными деталями (узлами) электрических соединителей являются контакты-детали, изоляторы, корпусные детали и зажимные элементы. Соединители, выполненные с учетом дополнительных требований (герметичность, водонепроницаемость, пылезащищенность и др.), снабжены дополнительными защитными или уплотняющими элементами.
Изоляторы предназначены для создания электрической изоляции между контактами и между контактами и металлическим корпусом в заданных условиях работы. Изоляторы служат также для закрепления и фиксации контактов и передачи механических сил контактам при сочленении и расчленении вилок в розеток соединителей.
Корпус соединителя обеспечивает прочную и однозначную установку изоляторов, защиту контактов и изоляторов от повреждений, крепление жгута или кабеля к соединителю и всего соединителя к аппаратуре, взаимную ориентацию ответных частей соединителя и их фиксацию в сочлененном положении.
В цилиндрических соединителях для крепления изоляторов в корпусе применяют пружинные кольца, в прямоугольных соединителях — винтовые зажимы.
Для сочленения и расчленения вилки с розеткой цилиндрических соединителей применяются соединительные гайки, которые одновременно служат для фиксации соединителя в сочлененном состоянии.
Для выполнения той же функции в прямоугольных и комбинированных соединителях применяются специальные замковые устройства.
Контактная пара является основным функциональным элементом соединителя и, как правило, состоит из гнезда и штыря.
Электрическое соединение в сочлененном соединителе осуществляется соприкосновением поверхностей штыря и гнезда при определенном нажатии, создаваемым упругим элементом, которым может быть как штырь, так и гнездо.
По виду соединяемых цепей все электрические соединители ручного управления подразделяются на низкочастотные (НЧ) напряжением до 1,5 кВ, радиочастотные (РЧ) напряжением свыше 1,5 кВ и комбинированные.
Низкочастотный электрический соединитель предназначен для работы в электрических цепях переменного и импульсного токов с частотой до 3 МГц с рабочей длительностью сигнальных фронтов импульсов до 0,1 нс.
Радиочастотный электрический соединитель предназначен для соединения и разъединения радиочастотных трактов с волновым сопротивлением 50 Ом или 75 Ом.
Комбинированный электрический соединитель предназначен для одновременного соединения и разъединения низкочастотных, радиочастотных и импульсных цепей.
По конструктивным особенностям и форме изолятора соединители подразделяются на цилиндрические и прямоугольные.
По способу сочленения частей соединителя и фиксации сочлененного положения цилиндрические соединители подразделяются на байонетное, врубное, резьбовое, самозапирающееся.
Прямоугольные же соединители можно подразделить по способу монтажа в аппаратуре. По этим признакам они подразделяются на приборные или для объемного монтажа, для печатного монтажа и для печатно-объемного монтажа.
Радиочастотные соединители по виду сочленения внешнего контакта подразделяются на соединители с резьбовым соединением, с байонетным соединением и с врубным соединением.
По конструктивному исполнению РЧ-соединители подразделяются на приборные, кабельные, переходники, коаксиально-полосковые переходы, тройники и четверники.
Выпускаемые электрические соединители имеют различные обозначения в связи с тем, что определенная система обозначений была установлена после внедрения ГОСТ 17468—72, взамен которого в 1977 г. внедрен ГОСТ 17468—76 с изменением редакции в 1980 г. До внедрения указанных стандартов обозначения производились в соответствии с общими техническими условиями на группы соединителей.
Согласно ГОСТ 17468—76 условные обозначения НЧ- и комбинированных соединителей состоят из буквенных и цифровых элементов.
Первый элемент условного обозначения определяет их группу, подгруппу и вид соединителей. Состоит из трех букв, где первые две буквы обозначают группу и подгруппу соединителей. Соединители ручного управления общего назначения низкочастотные напряжением до 1,5 кВ имеют обозначение ОН, а комбинированные ОК. Вид соединителя характеризуется третьей буквой. Цилиндрические соединители обозначаются буквой Ц, прямоугольные буквой П. Стандарт устанавливает большую букву Ц и П и малую "ц" и <п" соответственно для соединителей объемного и печатного монтажа, т. е. в соответствии со стандартом соединители ручного сочленения (расчленения) общего назначения низкочастотные до 1500 В, цилиндрические для объемного монтажа имеют обозначение ОНЦ, а соединители этой же группы, предназначенные для печатного монтажа, обозначаются ОНц. Аналогичным образом обозначаются прямоугольные НЧ-соединители общего назначения напряжением до 1500 В; для объемного монтажа ОНП, а для печатного монтажа ОНп. Соответственно комбинированные соединители обозначаются ОКП и ОКп.
Второй элемент обозначения определяет способ соединения ответных частей соединителей и фиксации сочлененного положения: Б—байонетное, Р— резьбовое, В — врубное, С — самозапирающееся, П — с принудительным обжатием контактов, Ж — с винтовой фиксацией сочленного положения, 3 — с пружинной фиксацией сочленного положения, Н — непосредственное сочленение с печатной платой, К — косвенное сочленение с печатной платой.
Габаритные размеры соединителей и их обозначения: Н—нормальных габаритов, Г — малогабаритные, С — субминиатюрные, М — микроминиатюрные, К — супермикроминиатюрные.
2. Коммутационные устройства ручного управления
2.1 Классификация, основные параметры, условные обозначения
Коммутационные устройства ручного управления предназначены, для коммутации электрических цепей с помощью ручного привода.
В зависимости от способа управления приводным механизмом коммутационные устройства ручного управления подразделяется на следующие группы: нажимные (кнопочные), перекидные (тумблеры), поворотные (галетные и барабанные) и движковые.
Каждый из способов управления имеет свои преимущества и недостатки. Например, с точки зрения оперативности (быстродействия) и удобства работы оператора предпочтение отдается нажимному способу управления. Однако при этом способе управления усложняются устройства надежной фиксации кнопок в определенных положениях. В настоящее время более или менее четкая фиксация обеспечивается не более; чем в двух положениях, что является недостатком нажимного управления. Кроме тоги, для индикации фиксированного положения кнопок нужны специальные индикаторы и защита от случайного нажатия кнопок.
При перекидном способе управления в тумблерах обеспечивается более надежная фиксация положения приводного механизма, индикация состояния определяется положением рычага. Недостатками перекидного способа являются значительные усилия на рычаг для перевода тумблера из одного положения в другое, а также малое число положений (полюсов) при переключении (не более трех).
Наибольшая многополюсность (множество положений) реализуется при поворотном способе управления. Благодаря особенностям конструкции в поворотных переключателях обеспечивается малое и стабильное сопротивление контактов.
При движковом способе управления надежная фиксация переключателя обеспечивается в двух положениях. Применяются движковые переключатели в аппаратуре, у которой выступающая часть приводного механизма должна быть малой.
Коммутационные устройства ручного управления могут быть как мгновенного действия, когда скорость их перехода из одного состояния в другое практически не зависит от скорости перемещения привода, так и обычного действия.
К коммутационным устройствам мгновенного действия относятся кнопки и микротумблеры на базе микропереключателей.
В зависимости от степени защищенности от окружающей среды коммутационные устройства ручного управления бывают: пылебрызгозащищенные, герметические, с применением герконов и др.
Коммутационные устройства ручного управления подразделяются также на низкочастотные и высокочастотные.
Основными параметрами коммутационных устройств ручного управления являются:
усилие или момент переключения;
число положений переключения;
способ фиксации;
диапазон коммутируемых напряжений;
диапазон коммутируемых токов;
максимальная коммутируемая мощность;
сопротивление электрических контактов;
максимальное число переключении;
сопротивление изоляции;
электрическая прочность изоляции;
емкость между соседними контактами;
диапазон окружающей температуры;
диапазон атмосферного давления;
вибро- и удароустойчивость;
габаритные размеры, масса и др.
РГЗ №1 Расчет переключателей
Задание: Подобрать коммутационное устройство для коммутации цепи переменного тока до 4(А)., позволяющее зрительно контролировать рабочее состояние на панели прибора. Число полюсов 2 Усилие срабатывания не более 12 Н Сопротивление контактов 0,05 Ом. Число переключений
.а) Расчет точечного контакта
1. Так как коммутируемый ток равен 4 А, то в качестве материала контактов выберем медь. Из справочника находим напряжение размягчения меди Uр=0,1 В. Зная напряжение размягчения определим допустимое падение напряжения на контакте: