Расчет электрического аппарата (номинальный ток катушки = 150А), страница 12

Механическую характеристику целесообразно строить на том же графике, что и тяговую. Для удобства согласования этих характеристик они условно строятся в первом квадранте, хотя силы направлены в противоположные стороны. При построении механической характеристики электромагнитного механизма на оси абсцисс откладывается величина хода якоря электромагнита и указываются точки, соответствующие характерным положениям механизма (включенное и отключенное состояние, момент касания или размыкания контактов). По ординатам графика откладываются значения приведенных сил.

Используя принцип независимости действия сил, отдельно строят характеристики разных сил в такой последовательности (рисунок 9);

построение характеристики приведенных значений силы тяжести F^/_т, с учетом направления вектора силы;

построение характеристики приведенных значений сил возвратной пружины F^/_вп.. Величина приведенной силы пружины при отключенном положении принимается такой, чтобы сила нажатия якоря на упор (складывающаяся часто из силы тяжести и силы возвратной пружины) была достаточной для предотвращения самопроизвольного отскока якоря при ударах, тряске, появлении сил инерции. Кроме того, при наличии в аппарате размыкающего контакта сила возвратной пружины должна обеспечивать необходимое контактное нажатие. Заданная в курсовой работе начальная приведенная сила   F^/_нач. является суммой этих сил;

построение характеристики приведенных сил контактных пружин F^/_кп. Величина сил определяется в процессе проектирования контактов. Приведенная сила начального нажатия откладывается по ординате в точке, соответствующей касания контактов. Сила конечного нажатия откладывается в точке, соответствующей конечному положению механизма;

характеристики разных сил алгебраически складываются.

6.3 Расчет пружин

В ТЭА в качестве контактной и возвратной пружины в основном используются цилиндрические витые пружины [Виттенберг, Сахаров]. Материалом таких пружин является  стальная углеродистая проволока (допустимый предел выносливости при кручении G_д.кр.= 400 Н/мм²; модуль сдвига G_.= 80000 Н/мм²).

Возвратная пружина

Прогиб пружины 

               (31)

где с = 8 – индекс пружины

G_д.кр. = 400 Н/мм² – допустимый предел выносливости при кручении

W - число витков катушки +1,5

        F_в.п.нач =

        F_{в.п.кон.} =

δ^/ =

Диаметр пружины

Средний диаметр пружины

Шаг пружины

Свободная длина пружины

Контактная пружина

F_к.п.кон = 55,4Н

F_к.п.нач = 27,7Н

F_{к.п.нач.}

F_{к.п.кон.}

Диаметр пружины

Средний диаметр пружины

Шаг пружины

Свободная длина пружины

Таким образом прогиб пружины:

Возвратной

Контактной

7.  Согласование тяговой и механической характеристики

Согласование характеристик заключается в выполнении следующих требований.

1.  Движущая сила  F_эл. при включении аппарата должна быть больше, чем противодействующие силы  F^/_мех , то есть тяговая характеристика должна лежать выше механической (рисунок 10)

2.  Максимально возможные значения движущих сил необходимо ограничивать, чтобы разность величин между движущими и противодействующими  силами не была черезмерной. Это объясняется тем, что кинетическая энергия подвижных частей выражается удвоенной заштрихованной площадью, расположенной между характеристиками. Черезмерное увеличение кинетической энергии вызывает ударные нагрузки подвижных частей и повышенную вибрацию контактов. Уменьшить удары можно, например, путем приближения характеристики контактной пружины F^/_кп.  характеристике электромагнитной силы F_эл. за счет увеличения жесткости пружины.

3.  При снижении электромагнитных сил  в процессе отключения аппарата необходимо, чтобы характеристика отпадания якоря F_от. проходила ниже механической характеристики, которая теперь выражает движущие силы.

Кроме того, при согласовании характеристик необходимо учитывать особенности работы механизма. Для электромагнитных контактов согласование обеспечивается только по параметру срабатывания.

Список литературы

1.  Сахаров П.П. Проектирование электрических аппаратов. – М.: Энергия, 1971.

2.  Чунихин А.А. Электрические аппараты. – М.: Энергия, 1975.

3.  Виттенберг М.И. Расчет электромагнитных реле. – Л.: Энергия, 1975

4.  Ефремов И.С., Косарев Г.В. Теория и расчет электрооборудования подвижного состава городского электрического транспорта. – М.: Высшая школа, 1976.