Расчет электрического аппарата (номинальный ток катушки = 150А), страница 2

Сечение контакта должно быть больше сечения вводных шин в 2 – 2,5 раза [Сахаров] с целью увеличения механической прочности и износостойкости контактов. Ширина неподвижного контакта принимается больше, чем подвижного, вследствие возможных отклонений подвижного контакта от центрального положения.

             Сечение вводной шины можно определить из уравнения

        (1)

где   В_ш, А_ш – ширина и толщина прямоугольной части вводной шина, м;

    I_н. – номинальный ток контакта, А;

    К_т.о. – коэффициент теплоотдачи, Вт/м²·град;

    τ_д.к. – допустимое превышение температуры тела контакта, ^оС;

    Р - удельное сопротивление материала контакта при рабочей температуре, Ом·м.

Величину n обычно принимают равную 3. Величину коэффициента теплоотдачи К_т.о можно принять 6 Вт/м²·град. Выбираем в качестве токоведущего материала медь. Изоляция класса «А» τ_доп =105^оС.

τ_д.к = 105^о – 40^о = 65^оС

α = 0,0043 – температурный коэффициент сопротивления для меди                 [6 стр. 532]

ρ₀ = 1,58·10^-8 Ом·м .[6]

     Р = ρ₀·(1+α∙ τ_доп.) = 1,58·10^-8(1+0,0043·105) = 2,3·10^-8 Ом·м

 м

Определим ширину шины   А_ш = 3· В_ш = 0,009 м    

Определим площадь шины  S_ш = А_ш· В_ш = 0,27 см

2.3 Сила нажатия контакта

Силу нажатия одноточечных контактов F_к2 , необходимую, для того чтобы температура на поверхности контактов не превышала допустимую, ориентировочно можно рассчитать по теоретической зависимости   

        (2)

где     F_к1 – конечная сила нажатия, Н;

В – число Лоренца, 2,42·10^-8 В²/(^оС)²;

Н_В – число твердости по Бринелю, 100·10⁷ Н/м²;

λ – удельная теплопроводимость материала контакторов, 385 Вт/(м·град);

 - температура точки касания, ^оК;

 - температура тела контакта, ^оК

Температура тела контакта  не должна превышать допустимую температуру (в расчетах принимают равной допустимой, =105⁰С+237=378К).

          Температуру контактной точки  определяют из условия, для надежно работающих контактов разность ( - ) не должна превышать 5 – 10⁰С.  =+ 5⁰С = 383К.

= 27,7 Н

          Полная конечная сила нажатия, приложенная к контактам

             (3)

где n – число контактных площадок (точек), характеризующих форму контактной поверхности (при линейном контакте n = 2)

          Найденное значение силы F_к.пол должно быть не ниже норм, установившихся в практике (таблица 1). Сила начального нажатия  F_к.нач. в момент касания контактов принимается равной 0,5 – 0,7 силы конечного нажатия F_к.пол.

Таблица 1 - Контактные нажатия  современного электрического аппарата на один электрический контакт.

Вид аппарата	Материал контактов	Удельное нажатие, Н/А	Сила нажатия Н, не менее
Контактор электромагнитный	Медь	0,15 – 0,25	3

2.4 Переходное сопротивление контактов

Определяется по формуле

     (4)

где     m - коэффициент формы контактной поверхности, для линейного контакта                m = 0,65

К_п – коэффициент, учитывающий материал и состояние контактной поверхности, Ом·Н^m , для линейных контактов  К_п = 0,1·10^-3

α -  температурный коэффициент повышения сопротивления материала контактов. α = 4,3·10^-3

2.5 Падение напряжения в переходном сопротивлении коммутирующих контактов

Определяется по формуле

             (5)

где     U_к  - падение напряжения, В;

          U_р – напряжение рекристаллизации меди, ⁰С

U_к < U_р = 0,9÷0,13 В

Величина U_к при устойчивой работе контактов и отсутствии их сваривания должна не превышать напряжение рекристаллизации металла и быть значительно меньше напряжения плавления металла (таблица 2) 

Таблица 2 – Температура рекристаллизации и плавления материала контактов.

Материал контактов	Рекристаллизация (размягчение)
	Uрек., В·10-3	Uрек, 0С
Медь	90 - 130	190

2.6  Температура  нагрева контактной площадки