Расчет коммутирующих контактов

Введение

 

Проектирование электрического аппарата представляет собой творческий процесс, целью которого является создание аппарата, удовлетворяющего требованиям технического задания и соответствующего по своим технико-экономическим показателям современному уровню развития науки и техники, а также технологии и организации производства. В зависимости от величины номинального напряжения электрические аппараты разделяются на аппараты низкого (до 1000 В) (аппараты управления и защиты, аппараты автоматического регулирования, аппараты автоматики) и высокого (свыше 1000 В) напряжения (выключатели высокого напряжения, токоограничивающие и шунтирующие реакторы, ограничители перенапряжений, разъединители и отделители, измерительные трансформаторы для высоковольтных цепей). Разработка новых материалов и технологических процессов, результаты научных исследований, развитие и применение новых методов расчета позволяют проектировать более совершенные аппараты.

Целью курсового проекта является разработка магнитного контактора для пуска асинхронного двигателя. Для достижения поставленной цели следует решить ряд задач:

- произвести расчет токоведущего контура;

- произвести расчет системы дугогашения;

- произвести расчет механической характеристики;

- произвести расчет электромагнитного привода;

- привести сборочный чертеж устройства.

Исходя из условий работы, номинального тока и оптимальных соотношений габаритов и массы, в качестве прототипа выбран магнитный пускатель серии ПМ12, который имеет достаточно простую конструкцию и технологию изготовления.

Магнитные пускатели серии ПМ12 применяются в схемах управления электроприводами на напряжение до 1000 В и переменным током частоты 50 и 60 Гц в категориях применения АСC1, АСC3 и АСC4. Пускатели ПМ12 предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Пускатели ПМ12 обладает степенью защиты IP44 изготавливаются в исполнении по износостойкости А, Б, В как для поставок внутри страны, так и на экспорт.

Расчет токоведущего контура

 

В состав токоведущего контура аппарата входят части различные по конфигурации, конструкции и размерам. К ним относятся: зажимы контактных выводов, провода, кабели, шины, стержни, перемычки, контактодержатели, коммутирующие контакты и др.

Основной задачей расчета токоведущего контура является определение размеров сечения его частей. Результат расчетов позволит определять габаритные размеры магнитного пускателя. Исходной величиной для расчетов принято считать величину сечения.

Расчет пускателя производим в режиме S1 – длительный режим.

Рисунок 1 – Схема токоведущего контура

При отсутствии дополнительных требований по току короткого замыкания принимаем:

Проводник и окружающая его изоляция имеют разные допустимые температуры нагрева. Это обусловлено тем, что при высоких температурах диэлектрические свойства изоляции значительно ухудшаются. Поэтому согласно ГОСТ 8865-70 в соответствии со свойствами применяемой изоляции, используем в магнитном пускателе изоляционные детали (шина), соответствующие классу нагревостойкости B [1, с. 25], для которого допустимая температура проводника в продолжительном режиме Тд = 105⸰С.

Расчет токоведущей шины

 

Параметры токоведущего контура должны быть рассчитаны так, чтобы при протекании тока отдельные его элементы не нагревались выше допустимых температур. Это обеспечивается выбором сечения токоведущих частей и силы нажатия в контактных соединениях.

Производим расчет размеров токоведущей части пускателя переменного тока (контакты пускателя мостикового типа). Исходные данные: номинальный ток – 41 А, номинальное напряжение – 380 В. Режим работы – S1.

Конструкция мостикового контакта с токоведущими частями контактной системы представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Внешний вид мостиковых контактов

Для токоведущей шины используем в качестве проводникового материала медь. Рассчитаем размеры медной шины из условия допустимой плотности тока. Допустимая плотность тока для медных проводников обычно лежит в пределах от 2 (большие токи) до 6 (малые токи) А/мм². Пусть пускатель работает в продолжительном режиме, поэтому в качестве значения тока используется величина номинального тока.

Принимая допустимую плотность тока в номинальном режиме j = 3 А/мм², получим сечение шины:

Исходя из рекомендуемых размеров контактных накладок принимаем диаметр контактной накладки 12, принимаем ширину шины b = 12 мм. Толщина шины:

Исходя из условия механической прочности и в соответствии с сортаментом лент, примем a = 1 мм. При этом:

Оценку термической устойчивости проведем с использованием формулы:

где  – температуры в начале и конце короткого замыкания приняты равными допустимым значениям в номинальном режиме (95°С) и в конце короткого замыкания (300°С).

Полученная плотность тока:

Не превышает допустимое значение (.

Принимая коэффициент теплоотдачи k_то = 7 Вт /(м²·°С), рассчитываем значение температуры шины в номинальном режиме:

Очевидно, что при принятых размерах шины перегрева свыше допустимой температуры как в номинальном, так и в аварийном режиме не произойдет.

Расчет системы дугогашения

 

При размыкании электрических цепей с помощью контактов электрических аппаратов как правило на них возникает дуговой разряд, при условии, что величина тока и напряжения превосходит некоторые критические значения. Эти критические значения зависят от ряда факторов: материала контактов, параметров цепи, свойств среды и др.

Электрическая дуга может привести к очень серьезным последствиям. Например, после повреждения контактов подключенный электропривод может в следующий раз попросту не запуститься, а это уже нарушит весь технологический процесс предприятия, ведь это оборудование должно питать энергией какие-либо станки и т.п. Во время размыкания электрооборудования уменьшается контактная поверхность и из-за этого резко увеличивается переходное сопротивление, температура и плотность тока. В итоге из-за повышенной температуры электроны начинают двигаться с огромной скоростью, что заставляет их «вылетать» с поверхности контактных элементов.

Раствор контактов при гашении дуги переменного тока аппаратов низкого напряжения не имеет обычно такого решающего значения, как при постоянном токе. Однако при большом растворе и более длинной дуге без необходимости увеличивается выделяемая в ней энергия. Малые растворы контактов также применять нельзя, с целью предотвращения повторного включения контактов после отброса контактной системы от упора при отключении, а также возможность образования при отключении тока между контактами перемычки из расплавленного металла.

При выборе значения раствора руководствуются опытными данными, полученными при однократном разрыве цепи тока при отсутствии магнитного гашения при свободной открытой дуге. Согласно выбранному прототипу принимаем раствор контактов 4 мм.

Основным способом гашения дуги переменного тока до (220 – 380) В, (50 – 500) Гц является двукратный разрыв цепи. Определяющими факторами являются начальная восстанавливающаяся прочность околокатодной зоны и число разрывов цепи тока (n). Двукратный разрыв обеспечивается мостиковым контактом (рисунок 5).

При размыкании электрических цепей с помощью контактов электрических аппаратов как правило на них возникает дуговой разряд, при условии, что величина тока и напряжения превосходит некоторые критические значения. Эти критические значения зависят от ряда факторов: материала контактов, параметров цепи, свойств среды и др. Электрическая дуга может привести к очень серьезным последствиям.

Раствор контактов при гашении дуги переменного тока аппаратов низкого напряжения не имеет обычно такого решающего значения, как при постоянном токе. Однако при большом растворе и более длинной дуге без необходимости увеличивается выделяемая в ней энергия. Малые растворы контактов также применять нельзя, с целью предотвращения повторного включения контактов после отброса контактной системы от упора при отключении, а также возможность образования при отключении тока между контактами перемычки из расплавленного металла.

При выборе значения раствора руководствуются опытными данными, полученными при однократном разрыве цепи тока при отсутствии магнитного гашения при свободной открытой дуге. Согласно выбранному прототипу принимаем раствор контактов 4 мм.

Для пускателей по ГОСТ 11206-65 предельный отключаемый ток цепей переменного тока:

Величину начальной восстанавливающейся прочности принимаем U_ВП = 160 В. По кривым берем предельно возможную собственную частоту. По величине отключаемого тока определяем собственную частоту отключаемой цепи, которая имеет значение 50 кГц.

Скорость роста прочности определяем по величине тока отключения: 1,3 В/мкс.

Рисунок 4 – Скорость роста прочности от тока

Для дугогасительных устройств со свободной дугой коэффициент амплитуды:

Определяем удельную величину эквивалентного сопротивления дуги:

Индуктивность отключаемой цепи:

Определяем длину дуги на один разрыв:

где t – время гашения дуги, принимают меньше одного полупериода тока t = 0,008 с, чтобы обеспечить гарантированное гашение дуги в момент первого перехода тока через нулевое значение.

Рассчитываем число разрывов при апериодическом процессе:

где k_СХ – коэффициент схемы, который определяется схемой отключаемой цепи и отключающего аппарата. Для отключения трехфазной цепи трехполюсным аппаратом k_СХ = 1,5;

М₀ – функция отключаемого тока (420∙10^-6 В∙Гн/мкс∙В).

коэффициент, учитывающий влияние контактного материала на скорость восстановления прочности. Для контактов из серебра при частоте источника питания 50 Гц, .

Полученное значение количества контактов является значительно меньшим, чем используется в магнитном пускателе, то есть дуга при n = 2 будет гаситься.

Проверяем условие перехода колебательного процесса восстановления напряжения в апериодический:

Условие выполняется. Таким образом в данном случае наблюдается апериодический процесс восстановления напряжения и два разрыва на полюс аппарата достаточно для гашения дуги в воздухе.

 

Расчет катушки

 

Для аппаратов переменного тока число витков катушки можно определить исходя из условия удержания:

где Е – электродвижущая сила катушки, в первом приближении можно принять Е=U;

Фm – поток при притянутом якоре.

где  – площадь стали.

 - допустимая индукция в стали,  = 1,8 Тл, для выбранной стали рассчитанного сечения.

Намагничивающая сила катушки:

где Gm – суммарная проводимость магнитной цепи (2,4

Рассчитываем геометрические размеры катушки. В данном электрическом аппарате применяется каркасное исполнение катушки.

С целью уменьшения расхода активных материалов окно должно быть заполнено практически полностью с необходимыми зазорами. Принимаем Δ =1 мм.

Рисунок 9 – Эскиз катушки

Δ_К – толщина каркаса, принимается конструктивно в пределах (1 5) мм, принимаем опираясь на прототип Δ_К = 2 мм.

Длина намотки:

Длина катушки:

Высота катушки:

Высота намотки:

Средняя длина витка:

где К = a +

Предварительно принимаем коэффициент заполнения обмотки Кm = 0,7, коэффициент укладки при рядовой намотке принимаем Ку = 0,9.

Определяем число витков в первом приближении:

Диаметр изолированного провода без учета прокладки между рядами:

Тогда диаметр неизолированного проводника:

где  – толщина прокладки, принимаем равной 0,04 мм.

Для провода ПЭТВ принимаем ближайший меньший диаметр изолированного провода 1,6  мм, d=1,6 мм, сечение выбранного провода g = 2,01 мм². Сопротивление обмотки при установившейся температуре:

где – удельное электрическое сопротивление меди при 75^оС.

Ток в обмотке:

ЭДС обмотки:

По величине Е определяем число витков (второе приближение) и проверяем выполнение условия:

 

Условие выполняется.

 

Заключение.

 

Токоведущий контур выбран из условия допустимого нагрева шин и не размыкающих контактных соединений при длительно протекающем номинальном токе, что обеспечивает длительный срок службы магнитного пускателя без замены элементов токоведущего контура.

Расчет контактов показывает, что температура размыкания контактных соединений не достигает температуры рекристаллизации, что обеспечивает его надежную работу. Материал контактов – металлокерамический сплав, что обеспечивает высокую износостойкость контактов.

 

Введение

 

Проектирование электрического аппарата представляет собой творческий процесс, целью которого является создание аппарата, удовлетворяющего требованиям технического задания и соответствующего по своим технико-экономическим показателям современному уровню развития науки и техники, а также технологии и организации производства. В зависимости от величины номинального напряжения электрические аппараты разделяются на аппараты низкого (до 1000 В) (аппараты управления и защиты, аппараты автоматического регулирования, аппараты автоматики) и высокого (свыше 1000 В) напряжения (выключатели высокого напряжения, токоограничивающие и шунтирующие реакторы, ограничители перенапряжений, разъединители и отделители, измерительные трансформаторы для высоковольтных цепей). Разработка новых материалов и технологических процессов, результаты научных исследований, развитие и применение новых методов расчета позволяют проектировать более совершенные аппараты.

Целью курсового проекта является разработка магнитного контактора для пуска асинхронного двигателя. Для достижения поставленной цели следует решить ряд задач:

- произвести расчет токоведущего контура;

- произвести расчет системы дугогашения;

- произвести расчет механической характеристики;

- произвести расчет электромагнитного привода;

- привести сборочный чертеж устройства.

Исходя из условий работы, номинального тока и оптимальных соотношений габаритов и массы, в качестве прототипа выбран магнитный пускатель серии ПМ12, который имеет достаточно простую конструкцию и технологию изготовления.

Магнитные пускатели серии ПМ12 применяются в схемах управления электроприводами на напряжение до 1000 В и переменным током частоты 50 и 60 Гц в категориях применения АСC1, АСC3 и АСC4. Пускатели ПМ12 предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Пускатели ПМ12 обладает степенью защиты IP44 изготавливаются в исполнении по износостойкости А, Б, В как для поставок внутри страны, так и на экспорт.

Расчет токоведущего контура

 

В состав токоведущего контура аппарата входят части различные по конфигурации, конструкции и размерам. К ним относятся: зажимы контактных выводов, провода, кабели, шины, стержни, перемычки, контактодержатели, коммутирующие контакты и др.

Основной задачей расчета токоведущего контура является определение размеров сечения его частей. Результат расчетов позволит определять габаритные размеры магнитного пускателя. Исходной величиной для расчетов принято считать величину сечения.

Расчет пускателя производим в режиме S1 – длительный режим.

Рисунок 1 – Схема токоведущего контура

При отсутствии дополнительных требований по току короткого замыкания принимаем:

Проводник и окружающая его изоляция имеют разные допустимые температуры нагрева. Это обусловлено тем, что при высоких температурах диэлектрические свойства изоляции значительно ухудшаются. Поэтому согласно ГОСТ 8865-70 в соответствии со свойствами применяемой изоляции, используем в магнитном пускателе изоляционные детали (шина), соответствующие классу нагревостойкости B [1, с. 25], для которого допустимая температура проводника в продолжительном режиме Тд = 105⸰С.

Расчет токоведущей шины

 

Параметры токоведущего контура должны быть рассчитаны так, чтобы при протекании тока отдельные его элементы не нагревались выше допустимых температур. Это обеспечивается выбором сечения токоведущих частей и силы нажатия в контактных соединениях.

Производим расчет размеров токоведущей части пускателя переменного тока (контакты пускателя мостикового типа). Исходные данные: номинальный ток – 41 А, номинальное напряжение – 380 В. Режим работы – S1.

Конструкция мостикового контакта с токоведущими частями контактной системы представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Внешний вид мостиковых контактов

Для токоведущей шины используем в качестве проводникового материала медь. Рассчитаем размеры медной шины из условия допустимой плотности тока. Допустимая плотность тока для медных проводников обычно лежит в пределах от 2 (большие токи) до 6 (малые токи) А/мм². Пусть пускатель работает в продолжительном режиме, поэтому в качестве значения тока используется величина номинального тока.

Принимая допустимую плотность тока в номинальном режиме j = 3 А/мм², получим сечение шины:

Исходя из рекомендуемых размеров контактных накладок принимаем диаметр контактной накладки 12, принимаем ширину шины b = 12 мм. Толщина шины:

Исходя из условия механической прочности и в соответствии с сортаментом лент, примем a = 1 мм. При этом:

Оценку термической устойчивости проведем с использованием формулы:

где  – температуры в начале и конце короткого замыкания приняты равными допустимым значениям в номинальном режиме (95°С) и в конце короткого замыкания (300°С).

Полученная плотность тока:

Не превышает допустимое значение (.

Принимая коэффициент теплоотдачи k_то = 7 Вт /(м²·°С), рассчитываем значение температуры шины в номинальном режиме:

Очевидно, что при принятых размерах шины перегрева свыше допустимой температуры как в номинальном, так и в аварийном режиме не произойдет.

Расчет коммутирующих контактов

 

Форма контактов определяется множеством факторов. Главные контакты должны иметь как можно меньшее электрическое сопротивление.

Двукратный разрыв или мостиковый контакт целесообразно применять при номинальных напряжениях 220-380 В переменного тока и токах от единиц ампер индуктивной нагрузки. К преимуществам такого типа контактного соединения относятся: значительно большая по сравнению с однократным коммутационная способность и отсутствие быстро изнашивающегося гибкого соединения. Недостатком применения такого контакта является необходимость удвоения усилия контактного нажатия, а, следовательно, и необходимость увеличения приводного механизма аппарата. Форма контактной поверхности зависит также от величины тока. Для аппаратов со значением номинального тока до нескольких десятков ампер наиболее частым является применение точечного контакта сфера-плоскость. Такая форма даже одного из контактов позволяет очистить от пыли место конактирования. Малые силы нажатия вызывают необходимость применения неокисляющихся дорогостоящих металлов.

Выбираем плоскую форму площадки контактов для подвижного и сферическую для неподвижных контактов (рисунок 3). Фактически контакт сфера-плоскость.

Рисунок 3 – Контактная накладка круглой формы

Размеры контактов выбираем по величине тока. При токе (до 100) А, диаметр контакта принимаем находится в пределах Д=12 мм, высота h_К =2 мм.

Теоретическое количество точек соприкосновения контактов n=1. К свойствам материала коммутирующего контакта предъявляют следующие требования: низкое удельное и контактное переходные сопротивление, высокие теплопроводность, теплоемкость и температура плавления, высокая коррозийная стойкость и стойкость против сваривания, высокая твердость, которая обуславливает механическую износостойкость, материал должен обладать хорошими технологическими свойствами и невысокой стоимостью.

Выбор конструктивных форм контактной системы аппарата определяется многими факторами. Так как имеется малое значение тока (от единиц до нескольких десятков ампер) целесообразно применять двукратный разрыв, т.е. мостиковый коммутирующий контакт.

У мостиковых контактов нет возможности самоочищения, так как отсутствуют перекатывание и проскальзывание контакт-деталей. Поэтому рабочие поверхности контакт-деталей изготовляют не из меди, а из серебра или металлокерамики на базе серебра и выполняют в виде плоскость – плоскость, плоскость – цилиндр, плоскость – сфера и сфера – сфера.

В качестве материала контакта выбираем серебро, окись кадмия с мелкодисперсной структурой (85%Ag-15%CdO), имеет следующее обозначение KMK A10м. Этот материал удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к контактам, имеет высокую дугостойкость, высокую стойкость против сваривания и высокую износостойкость.

Основные свойства материала [2, с. 86, табл. 5-3]:

Плотность:

Удельное электрическое сопротивление:

Теплопроводность  ,

Твердость по Бринеллю: ,

Температурный коэффициент сопротивления: α =0,0043 1/град,

Модуль упругости: Е=13∙10¹⁰ Па.

Геометрические размеры коммутирующих контактов главным образом зависят от величины номинального тока. Форму площадки подвижного контакта принимаем сферической. Определяем радиус закругления контактов:

Согласно ГОСТ 403-73 для контактов с накладками из металлокерамических композиций на базе серебра с окисью кадмия допустимая температура Т_Д = 200 . Данная температура ограничивается максимально допустимыми температурами смежных частей. Принимаем Т_доп = 120 , так как контакты расположены близко друг к другу.

При протекании тока через замкнутые контакты и вследствие воздействия дуги при коммутациях тока контакты нагреваются, а переходное сопротивление увеличивается из-за роста удельного сопротивления материла контактов. Определяем удельное сопротивление:

Сила контактного нажатия должна быть достаточна как в рабочем режиме, так и при кратковременных сверхтоках – пусковых, перегрузочных и короткого замыкания, чтобы не было отбросов контактов вследствие электродинамических сил и не было их сваривания вследствие дугообразования при отбросах и вибрации. 

Определяем конечное контактное нажатие:

где f_К – удельное нажатие, для электромагнитных пускателей с накладками из металлокерамики, составляет f К = (7 15) гс/А.

Принимаем окончательное значение F_K = 6Н.

Согласно рекомендациям величина начального нажатия контактов принимается равной 0,4-0,75 от величины конечного нажатия.

Принимаем F_КН = 0,75F_К =0,75  6 = 4.5 Н

При силе контактного нажатия 0,1 0,15 Н до сотен ньютонов имеет место упругая деформация слоя металла. При данном виде деформации материала радиус контактной площадки определяется по следующей зависимости:

Для проверки вида деформации определяем механическое напряжение для конечного нажатия:

Определим переходное сопротивление коммутирующих контактов. Переходное сопротивление коммутирующих контактов, определяется по теоретическим зависимостям. Зависимость переходного сопротивления стягивания (сужения) имеет вид:

Переходное сопротивление коммутируемых контактов, определяемое по формуле, основывающейся на опытных данных:

где k_ПХ – коэффициент, учитывающий материал и состояние контактных поверхностей, для металлокерамики ();

m – коэффициент формы контактной поверхности, для точечного контакта m=0,5.

Принимаем значение переходного сопротивления R_ПР = 0,8 мОм. Рассчитываем напряжение на контакте. Падение напряжения на замкнутых коммутирующих контактах в токоведущем контуре аппарата складывается, в основном, из переходного сопротивления коммутирующих контактов:

В аппаратах управления низкого напряжения, при контактах в воздухе рассчитанное падение напряжение должно находиться в следующих пределах до 2–50 мВ. Данное условие в расчете выполняется.

Рассчитываем температуру коммутирующего контакта:

Определяем превышение температуры контактной площадки над температурой контакта:

Превышение температуры в пределах находится в пределах допустимых значений.

Коммутируемая мощность:

Коэффициент теплоотдачи:

Таким образом, температура коммутирующего контакта равна:

Так как шина выбрана по номинальной стойкости ее температура меньше допустимой. Поэтому температура коммутирующего контакта тоже меньше принятого допустимого значения. При протекании значительно больших номинальных токов через коммутирующие контакты, происходит повышенное нагревание и как результат их сваривание. Если отключаемый механизм способен разомкнуть сварившиеся контакты, то сваривание контактов может и не привести к выходу аппарата из строя.

Критериями оценки являются два параметра, это начальный ток сваривания контактов и сила, необходимая для отрыва сварившихся контактов.

Определяем ток сваривания методом, устанавливающим зависимость между падением напряжения в контактах и установившейся температурой контактной напайки:

где f _К.ПЛ – коэффициент, характеризующий увеличение контактной площадки в процессе нагревания, зависит от силы нажатия и от продолжительности импульса находится в пределах 2-4. Принимаем f _К.ПЛ=3;

А – постоянная для каждого материала величина (для выбранного материала А=307,4).

Проверим силу отброса контактов. Электродинамическая сила, вызывающая отталкивание контактов, возникает вследствие сужения линий тока в контакт – детали при подходе его к месту контактирования.

Для надежной работы аппарата необходимо чтобы выполнялось условие, F не превышало (10-20)% от значения Fк:

F<0,1∙ Fк = 6∙0,1 = 0.6;

0,6<0.03.

Данное условие выполняется. Контакты не будут самопроизвольно расходиться под действием электродинамических сил, так как принятая сила контактного нажатия больше силы электродинамического отталкивания в контактах, поэтому.

 

 

Расчет системы дугогашения

 

При размыкании электрических цепей с помощью контактов электрических аппаратов как правило на них возникает дуговой разряд, при условии, что величина тока и напряжения превосходит некоторые критические значения. Эти критические значения зависят от ряда факторов: материала контактов, параметров цепи, свойств среды и др.

Электрическая дуга может привести к очень серьезным последствиям. Например, после повреждения контактов подключенный электропривод может в следующий раз попросту не запуститься, а это уже нарушит весь технологический процесс предприятия, ведь это оборудование должно питать энергией какие-либо станки и т.п. Во время размыкания электрооборудования уменьшается контактная поверхность и из-за этого резко увеличивается переходное сопротивление, температура и плотность тока. В итоге из-за повышенной температуры электроны начинают двигаться с огромной скоростью, что заставляет их «вылетать» с поверхности контактных элементов.

Раствор контактов при гашении дуги переменного тока аппаратов низкого напряжения не имеет обычно такого решающего значения, как при постоянном токе. Однако при большом растворе и более длинной дуге без необходимости увеличивается выделяемая в ней энергия. Малые растворы контактов также применять нельзя, с целью предотвращения повторного включения контактов после отброса контактной системы от упора при отключении, а также возможность образования при отключении тока между контактами перемычки из расплавленного металла.

При выборе значения раствора руководствуются опытными данными, полученными при однократном разрыве цепи тока при отсутствии магнитного гашения при свободной открытой дуге. Согласно выбранному прототипу принимаем раствор контактов 4 мм.

Основным способом гашения дуги переменного тока до (220 – 380) В, (50 – 500) Гц является двукратный разрыв цепи. Определяющими факторами являются начальная восстанавливающаяся прочность околокатодной зоны и число разрывов цепи тока (n). Двукратный разрыв обеспечивается мостиковым контактом (рисунок 5).

При размыкании электрических цепей с помощью контактов электрических аппаратов как правило на них возникает дуговой разряд, при условии, что величина тока и напряжения превосходит некоторые критические значения. Эти критические значения зависят от ряда факторов: материала контактов, параметров цепи, свойств среды и др. Электрическая дуга может привести к очень серьезным последствиям.

Раствор контактов при гашении дуги переменного тока аппаратов низкого напряжения не имеет обычно такого решающего значения, как при постоянном токе. Однако при большом растворе и более длинной дуге без необходимости увеличивается выделяемая в ней энергия. Малые растворы контактов также применять нельзя, с целью предотвращения повторного включения контактов после отброса контактной системы от упора при отключении, а также возможность образования при отключении тока между контактами перемычки из расплавленного металла.

При выборе значения раствора руководствуются опытными данными, полученными при однократном разрыве цепи тока при отсутствии магнитного гашения при свободной открытой дуге. Согласно выбранному прототипу принимаем раствор контактов 4 мм.

Для пускателей по ГОСТ 11206-65 предельный отключаемый ток цепей переменного тока:

Величину начальной восстанавливающейся прочности принимаем U_ВП = 160 В. По кривым берем предельно возможную собственную частоту. По величине отключаемого тока определяем собственную частоту отключаемой цепи, которая имеет значение 50 кГц.

Скорость роста прочности определяем по величине тока отключения: 1,3 В/мкс.

Рисунок 4 – Скорость роста прочности от тока

Для дугогасительных устройств со свободной дугой коэффициент амплитуды:

Определяем удельную величину эквивалентного сопротивления дуги:

Индуктивность отключаемой цепи: