CC BY
9OpA =
1.72 •250^11300
6-32 S 642 Н
■100% = 641.974
OpB =
4.22 •250^11300
6^32
100% = 1166 Н
OpC =
N
22•250^11300
100% = 701.445
6^32 « 701.5 Н
Механическое напряжение в меди не должно превышать 15700 Н на сантиметр квадратный. Нетрудно видеть, что это условие прочности соблюдается.
Также, необходимо определить и устойчивость реактора к допустимому значению ударного тока.
УД.ДОП
N
q'hP
29
NlnX
Где:
q' — сечение кабеля обмотки
1 . Н2
Коэффициент £ = 53.6-
X — относительный коэффициент для определения отношений h/D и b/D. Определяется согласно рисунку 10.6
Таким образом:
УД.ДОП
q'hP
NlnX
= 53.6
N
95 см2 • 380 • 10-3 ^1166
24•190•10-3•21
= 55.887 « 55.9 кА
Расчётный ударный ток при этом составляет 4.34 кА, что говорит о приличном запасе по этому параметру.
В результате исследования бетонные реакторы показали себя с лучшей стороны. По всем проверкам расчёты показали пригодность реактора к запуску в серию. Несмотря на преимущество меди в габаритном отношении, реактор получился не слишком компактных размеров. В этой связи, быть может, стоит задуматься об оптимизации габаритных параметров. Однако же, токоограничивающие реакторы применяются, в основном на подстанциях, где нет недостатка в месте. В этой связи вопрос оптимизации не может стоять остро.
В настоящий момент времени существуют полимерные аналоги конструкций токоограничиваю-щий реакторов. У них нет потерь в колонках, поскольку нет стальной арматуры, как в бетонных реакторах и в этом они выигрывают. Однако же, бетонные реакторы остаются по-прежнему наименьшими по стоимости устройствами.
Список литературы
1. Электрические аппараты: учебник и практикум для академического бакалавриата/ под ред. П.А. Курбатова. - М.: Изд. Юрайт, 2018. - 250с.
2. Основы теории электрических аппаратов/Под ред. П.А. Курбатова. - 5-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Издательство "Лань", 2015. - 592 с.: ил. - (Учебник для вузов. Специальная литература).
3. Курбатов П.А. Расчет и проектирование магнитных систем электрических аппаратов. Учебное пособие. - М.: Издательство НИУ "МЭИ", 2016 -117 с
АНАЛИЗ КОНТАКТНОЙ СИСТЕМЫ КОНТАКТОРА МК2-30ЕУЗ
3
3
Ананян В.,
РГУФК (ГЦОЛИФК), студент Кириллов И.В., АО «УАПО», инженер-конструктор Громов М.А., НИУ МЭИ, студент Рахманов И. НИУ МЭИ, студент
ANALYSIS OF THE CONTACTOR CONTACT SYSTEM МК2-30ЕУЗ
Ananyan V.,
RSUPSYT(SCOLIPE) Kirillov I., JSC "UAPO", design engineer Gromov M., NRUMPEI, student Rakhmanov I. NRU MPEI, student
Аннотация
Настоящая работа посвящена исследованию контактора МК2-30ЕУЗ фирмы КЭАЗ, а именно исследованию его контактной системы. Данный контактор давно снят с производства. Однако же, некоторые образцы работают и по сей день. Целью настоящего исследования является выяснение работоспособности
контактной системы контактора МК2-30ЕУЗ и её характеристик. Гипотеза настоящего исследования сводится к тому, что при должном усилии контактной системы при срабатывании контактор будет функционировать. Методика проведения исследования сводится к снятию параметров контактной системы экспериментальным путём, произведению расчётов согласно полученным данным.
Abstract
This work is devoted to the study of the contactor MK2-30EUZ of the company KEAZ, namely, the study of its contact system. This contactor has long been discontinued. However, some samples still work to this day. The purpose of this study is to find out the operability of the contact system of the contactor MK2-30EUZ and its characteristics. The hypothesis of this study is that with the proper effort of the contact system, the contactor will function when triggered. The method of conducting the study is reduced to removing the parameters of the contact system experimentally, making calculations according to the data obtained.
Ключевые слова: Контактная система, Контактор МК2-30ЕУЗ.
Keywords: Contact system, Contactor МК2-30 EUZ.
В настоящем исследовании произведено изме- контактора МК2-30ЕУЗ. Эскиз контактной си-рение некоторых параметров контактной системы стемы данного контактора представлен на рисунке
1.
Рисунок 19 Электронная реплика контактной системы контактора МК2-30ЕУЗ
Из рисунка 1 следует, что контактная система исследуемого контактора имеет классическое мо-стиковое исполнение. При этом, параметры аппарата при его обмерке следующие:
1) Контактная пружина
- диаметр витков: 6мм
-диаметр проволоки: 1мм
- количество витков: 12
- начальное нажатие: 6 Н
- конечное нажатие: (А1= 9 мм )20 Н
- провал: 2мм
- зазор :8мм
2) Возвратная пружина
- диаметр витков: 6мм
- диаметр проволоки: 1мм
- количество витков: 14
- начальное нажатие: 0,8 Н
- конечное нажатие: (А1= 6 мм )1,8 Н
Одним из основных параметров контактной
системы является так называемое контактное нажатие. Оно может быть определено в соответствии с выражением 1. Стоит отметить, что в настоящем исследовании искомые параметры были рассчитаны несколько раз для нескольких расстояний между контактами в соответствии с выражением 1.
Определим конечное нажатие при провале 2
мм
Рк = Рн + • д= 6 + 20 • 2 = 1
к н Л! 9
7,4 Н
При известной величине контактного нажатия при провале становится возможным определить полное контактное нажатие Ркп согласно выражению 2.
Ркп = Рк • 3 = 23 Н.
2
длина пружины в положении покоя - 23 мм.
Определим переходное сопротивление аппарата.
Для нахождения переходного сопротивления экспериментально измерим ток, протекающий через замкнутые контакты и напряжение на контактах. Результаты получены в соответствии с ГОСТ 17441 п. 2.6.2. Согласно закону Ома для участка электрической цепи:
Ток, протекающий через замкнутые контакты I = 35 А.
При этом, падение напряжения на контактном мостике аппарата составляет U = 70 мВ. Таким образом, сопротивление контактной системы равняется:
0.07 4
R=ИГ
В связи с особенностями конструкции данного контактора измерение параметров U и I в месте соприкосновения контактов является невозможным. Поэтому данные параметры были измерены на участке токоведущего контура контактной системы. Таким образом, измеренное сопротивление R включает в себя переходное сопротивления Rпеpдвух контактов мостика и сопротивление оставшейся части токоведущего контура R^. конт. Поскольку Rjot. конт << R^j, , будем считать, что
R^ = - = 200 мкОм.
Переходное контактное сопротивление одного полюса контактора составляет 200 мкОм. Эскиз контактной системы контактора приведен на рис. Рисунок
Измеренная сила конечного контактного нажатия составила FK0H = 7,4Н.
Оценка удельной величины силы на один контактный переход составила:
^к0н 7,4 Н
— = — = 0,12-^ном 63 А
Где: 1ном - номинальный ток.
Для определения плотности тока в элементах контактной системы следует пользоваться следующим выражением:
Ч 5
где I -ток через поперечное сечение проводника площадью 5 = а • Ь.
Из этих соображений, плотность тока в подвижных и неподвижных контактах равна 2.86 и 1.2
А
—т, соответственно.
Н = 950 МПа - микротвердость материала контактов. Для учёта зависимости от температуры приМ' = 07 • М мем что Н ~ 7 'н ;
1ном - номинальный ток;
Я = 315 - удельная теплопроводность материала контактов;
1
а = 0.002 — - температурный коэффициент сопротивления контактов;
Тк - допустимая температура контактов, которая не должна превышать температуру рекристаллизации (150 - 200 °С),
Определение силы контактного нажатия может быть произведено согласно выражению 6, как было указано ранее.
П • р0 • (1 + « • ^доп ) ' Н • /ном
ъ = ■
32 • Я • (7> — ГКд )
Таким образом, сила контактного нажатия составляет 6.5 Н.
Определение ЭДУ в контактах
Электродинамическая сила отталкивания контактов определяется согласно выражению 7.
Гэду 4 • п
• /Кз • ln
(<J
7
Где:
/кз- ток короткого замыкания,
В -Диаметр контактной площадки, определяемый согласно выражению 9
- диаметр площадки смятия в контакте, определяемый по площади смятия контактов согласно выражению 8
d0 = 2 • 1,5 ■
N
К
п • 0,7 • Н
= 2 • 1,5
N
6,5
3,14 • 0,7 • 950 •lO6
Определение силы контактного нажатия
Анализируя наиболее часто применяемые контактные материалы при проектировании коммутационной аппаратуры низкого напряжения, можно заключить, что контактные напайки у исследуемого автоматического выключателя должны быть выполнены из металлокерамического материала серебро - окись кадмия (85Ag-15CdO), к примеру. Опредялясь с материалом контактного материала, необходимо далее определить и силу контактного нажатия, что возможно благодаря выражению 6.
F, =
п • Ро • (l + а • 7Д0П ) Н ^ном 32 • Я • (Т^ — ГКд )
6
где Гкд - температура контактной детали; Ро -удельное электрическое сопротивление контактного материала, для 85Ag-15CdO р = 2,8 * 10-80м * м
D =
4 • 5
п
4 • тсг2
п
N
4 • 3.14 • (0.003)2
3.14
Таким образом, ЭДУ между контактами достигает 0.091 Н, что приемлемо.
Определение минимального плавящего тока
Л
Минимальным плавящим током
называ-
ется ток, при длительном (установившемся) прохождении которого через контакт происходит оплавление эффективной площади контактирования контактной детали. Начальным плавящим током Iт{ называется ток, при прохождении кото-
8
9
рого через контакт в течение определенного времени происходит частичное расплавление эффективной площади контактирования контактной детали. Этот ток тем меньше, чем больше его длительность.
В поверхностных контактах при пластической деформации минимальный плавящий ток равен:
^п+го ^
N
п ' Рпл ' H
10
Где:
Аэф - коэффициент, характеризующий отношение условного радиуса эффективной площади контактирования к условному радиусу суммарной фактической поверхности соприкосновения;
п - число площадок касания (для поверхностного контакта п = 3).
Таким образом, сопротивление перехода в контактном узле исследуемого контактора составляет 174 мкОм, что является приемлемым значением.
Где п- число площадок касания (для поверхностного контакта п=3 );
т-коэффициент, учитывающий увеличение зоны контактирования вследствие размягчения материал, т=1,5;
Гп(. - температура плавления материала контакта;
^пл - удельная теплопроводность материала
Вт
контакта при температуре плавления, —;
Рпл - удельное сопротивление материала конОм
такта при температуре плавления, —
Таким образом:
/ =15
лпл го
32 180 9616,53
3,146,9510-80,7950106
= 1542 А.
Определение контактного сопротивления
Контактное сопротивление может быть определено согласно выражению 11.
р • ^ • я'
— ■ _
2 ' ^эф ' V^™
10
Список литературы
1. Буткевич Г.В. «Дуговые процессы при коммутации электрических цепей» изд. «Высшая школа». 1967 г.
2. Таев И.С. «Электрические контакты и дуго-гасительные устройства аппаратов низкого напряжения», «Энергия», Москва, 1973 г.
3. Афанасьев В.В. «Справочник по расчёту и конструированию контактных частей сильноточных электрических аппаратов»
4. Электрические аппараты: учебник и практикум для академического бакалавриата/ под ред. П.А. Курбатова. - М.: Изд. Юрайт, 2018. - 250с.
5. Основы теории электрических аппаратов/Под ред. П.А. Курбатова. - 5-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Издательство "Лань", 2015. - 592 с.: ил. - (Учебник для вузов. Специальная литература).
6. Курбатов П.А. Расчет и проектирование магнитных систем электрических аппаратов. Учебное пособие. - М.: Издательство НИУ "МЭИ", 2016 -117 с
ФШЬТР НА ХВИЛЕВОДНИХ ТР1ИНИКАХ, ЩО ЧАСТКОВО ЗАПОВНЕН1 Д1ЕЛЕКТРИКОМ
Почерняев В.М.,
д.т.н., професор,
Державний унгверситет iнтелектуальних технологш i зв'язку
Сивкова Н.М. старший викладач,
Державний унiверситет iнтелектуальних технологш i зв'язку
FILTER ON WAVEGUIDE TEES WHICH PARTIALLY FILLED BY DIELECTRIC
Pochernyaev V.,
Doctor of Technical Sciences, Prof., State University of Intellectual Technologies and Communications
SyvkovaN. senior lecturer,
State University of Intellectual Technologies and Communications
Анотащя
У статп розроблений фшьтр на хвилеводних тршниках, частково заповнених дiелектриком, для ком-бшованих радютехшчних систем НВЧ. Такий фшьтр доцшьно використовувати в мобшьнш цифровш тро-посферно-радюрелейнш станцп з просторово-рознесеною передачею сигнал1в. Реалiзацiя широкосмуго-вих антенно-фщерних трактiв будуеться на частково заповнених дiелектриком прямокутних хвилеводах. Широкосмуговiсть ф№тра забезпечуе багатодiапазонну роботу комбшовано! радютехшчно! системи НВЧ. Запропонованi конструкци на основi Н-трiйника на частково заповненому дiелектриком прямокут-ному хвилеводi i Е-трiйника на такому ж хвилевод^ В основу е^валентно! схеми Н-тршника береться еквiвалентна схема в подовжнш щiлини у вузьк1й стiнцi хвилеводу. При падiннi електромагштно! хвилi з
