Проектирование электромеханических устройств (стр. 19 из 21)

Эффективность применения решётки должна оцениваться по температуре нагрева пластин и габаритами проектируемого ДУ.

Гашение дуги переменного тока в камере с продольной щелью в переменном магнитном поле применяется при больших номинальных токах (сотни ампер) главным образом у аппаратов, предназначенных для работы в тяжёлых условиях, т.е. данное ДУ применяется тогда, когда камера с решёткой не эффективна.

18 ГАШЕНИЕ ДУГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В КАМЕРЕ С РЕШЁТКОЙ

Помимо тех данных, которые использовались при расчёте дуги с двукратным разрывом, определяются ещё следующие данные:

а) Материал пластин (обычно низкоуглеродистая сталь)

Штампованные пластины защищаются от коррозии гальванопокрытием (медь, кадмий)

б) Принимается ориентировочно расстояние между пластинами

.

Принимается обычно от 2 до 12 мм, менее 2 мм не рекомендуется. Рекомендации по конструкции пластин и их установки в камере, см.[1, стр.114].

Определяем установившуюся температуру нагрева пластин по формуле:

где

– отключаемый ток, А

Z – число включений-отключений в час.

Начиная с этого пункта расчёт параметров ДУ производится дл 2-х токов (номинального и предельного).

Если установочная температура равна или больше 400⁰С, то применение решётки нецелесообразно и приступают к расчёту щелевой камеры. Если температура не превышает 400⁰С, то можно продолжить расчёт.

Определяется величина напряжения

по формуле:

где

– расстояние между пластинами, мм

Определяется величина напряжения:

где

– расстояние между пластинами, мм

Определяется величина

:

где

– это расстояние между пластинами, мм

– толщина

Определяется величина

по формуле:

где

– индукция отключаемой цепи, Гн

Определяется коэффициент

:

Определяется число разрывов

для апериодического процесса восстановления напряжения:

Полученная величина

округляется в большую сторону до целого числа.

Проверяется, выполняется ли условие перехода колебательного процесса восстановления напряжения в апериодический:

Если условие перехода выполняется, то => число разрывов дугогасительной решётки равно

.

Если условие не выполняется, то определяют число пластин

при колебательном процессе восстановления напряжения. Расчёт выполняется по формуле:

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.