Проектирование электромеханических устройств (стр. 9 из 21)

Если эквивалентный ток меньше номинального, то при расчётах

используется номинальный ток.

Если эквивалентный ток больше номинального, то расчёт

производится по эквивалентному току.

А – число Лоренца, имеющее значение

= 3,14

– твёрдость материала контакта по Бринеллю (кгс/см²)

Твёрдость материала существенно зависит от температуры нагрева контактных площадок.

Рисунок 1.17 – Зависимость твердости материала от температуры нагрева

При расчётах

характеризующую твёрдость материала необходимо принимать меньшее значение в таблице.

Рисунок 1.18 – Линии стягивания тока

– удельная усредненная теплопроводность материала контактов

– температура контакта в удалённой от контактной площадки точке.

– температура нагрева контактных площадок

= + , где - превышение температуры контактной площадки по отношению к температуре нагрева контактора.

В этой формуле

, - в К, – в ⁰С

Величина

принимается произвольно, но так, чтобы температура нагрева контактной площадки не превышала температуру рекристаллизации металла контактов, т.е. должен быть запас.

Рисунок 1.18 – Зависимость силы контактного нажатия от превышения температуры

В соответствии с рекомендациями, после расчёта

, производится определение .

Рисунок 1.19 – Зависимость силы контактного нажатия от зазора

12.9 Определение переходного сопротивления контактов

Переходное сопротивление контактов, как правило, определяется несколькими методами:

12.9.1 Определение переходного сопротивления контактов по теоретической зависимости

,

где

– удельное электрическое сопротивление материала контактов, приведённое к температуре нагрева контактных площадок

– число контактных площадок

Если материалы неподвижных контактов и подвижных разные, то

определяется как

–радиус круглой элементарной площадки, зависящий от вида деформации

При пластической деформации:

, см

При упругой деформации:

– радиус сферы элементарной контактной площадки, см

– модуль упругости материала, кгс/см

Вид деформации, а, следовательно, и выбор расчётной формулы для определения

можно сделать на основании результатов исследований нескольких авторов (Виттенберг, Лысов, Васильев).

Было установлено, что при незначительных усилиях нажатия, до 0,01 Н имеет место упругая деформация микровыступов, при увеличении нажатия до 0,1 – 0,15Н, начинается уже пластическая деформация, следовательно, происходит упрочение материала, и она имеет место при увеличении силы нажатия до сотен ньютонов, после чего опять имеет место упругая деформация.

После расчёта

, подтверждение о характере деформации на втором этапе расчёта, можно получить по величине среднего давления:

Если среднее давление меньше твёрдости контакта материала,

, то деформация считается упругой. Если , то деформация считается пластической.

12.9.2 Определение

по формуле, основывающейся на опытных данных

где:

– коэффициент, учитывающий материал и состояние контактов поверхности (см. табл. значений); 0,102 – переводной коэффициент, из Н в кгс; – сила конечного контактного нажатия, Н;

– коэффициент, учитывающий конструктивную форму контактной поверхности:

- для точечного контакта -

=0,5

- для линейного контакта -

=0,5 ÷ 0,7

- для плоскостного контакта -

= 0,7 ÷ 1,0

- температурный коэффициент возрастания сопротивления материала контактов

12.9.3 Определение

по графическим зависимостям

В соответствии с рекомендациями [1, рис. 5.9, 5.10, 5.11], установлены зависимости

от величины силы контактного нажатия .

Из полученных результатов по определению

тремя методами, для дальнейших расчётов принимается большее значение.

Рисунок 1.20 – Эквивалентная схема замещения

На большем

всегда будет большее падение напряжения, следовательно, будет и больший нагрев контактных площадок.

12.10 Определение напряжения и температуры нагрева коммутирующих контактов

Падение напряжения на контактах определяется по закону Ома:

, В

В существующих конструкциях аппаратов падание напряжения

на свежезачищенных контактах должно находиться в следующих пределах:

а) маломощные реле:

, где – падение напряжения, соответствующее рекристаллизации материала контактов;

б) аппараты распределения и управления электрической энергией до 1000В:

- для контактов, работающих в воздухе:

мВ

- для контактов, охлаждаемых водой:

мВ