Расчет электромагнитного контактора типа МК1 – 10А. Назначение и характеристика контактора МК1. Технические данные контактора МК1-10А

5 Расчет электромагнитного контактора типа МК1 – 10А

5.1 Назначение и характеристика контактора МК1

Контакторы электромагнитные типа МК предназначены для коммутации цепей возбуждения тягового генератора и питания электродвигателей собственных нужд. Используют контакторы типов МК1, МКЗ, МК4.

Технические данные контактора МК1-10А приведены в таблице   .

Таблица    - Технические данные контактора МК1-10А

Основные данные	Тип контактора
	МК1-10А
Контакты главной цепи
Чисто контактных групп	1
Номинальный ток, А	40
Номинальное напряжение, В	220
Номинальный включаемый ток, А	100
Номинальный отключаемый ток, А	40
Номинальное напряжение, В
при включении	220
при отключении	66
Предельный включаемый ток, А	400
Предельный отключаемый ток, А	400
Напряжение предельной коммутации, В	242
Постоянная времени, с	0,1
Контакты вспомогательной цепи
Чисто контактов	2з, 2р
Номинальный ток, А	10
Номинальное напряжение, В	110
Номинальный коммутируемый ток при напряжении110 В, А:
включаемый	125
отключаемый	125
Катушка
Потребляемая мощность, Вт	40
Напряжение В	75
Сопротивление, Ом	72
Число витков	3200
Диаметр провода, мм	0,335
Тип провода	ПЭТВ

5.2 Расчет контактора МК1-10А

Исходные данные:

Силовая часть I_к = 40 А, U_к = 220 В (за основу взят контактор МК1 – 10А);

Питание катушки U_п= 75 В;

Количество блокировок – 2.

Сила нажатия в силовом контакте контактора определяется из условия:

(23)

Принимаем:

                                     (24)

Тогда

Силу нажатия в блокировке принимаем [ ]

Ширина контакта силовой части контактора выбирается исходя из выражения

принимаем

тогда

Раствор контактов принимается в зависимости от максимального напряжения и условий работы

В соответствии с рекомендациями [ ] принимаем: для силовой части - ; для блокировки

Размер катушки по [ ] принимаем

Длина катушки контактора

;                                     (25)

По рекомендациям [ ] принимаем

,                                    (26)

тогда

С учетом необходимости изоляции обмотки от корпуса принимаем

Диаметр сердечника катушки контактора

                                      (27)

Диаметр наконечника сердечника

,                         (28)

принимаем

Высота наконечника сердечника катушки [ ]

Размеры подвижной системы контактора

,                           (29)

;

;                                   (30)

;

;                              (31)

;

;                            (32)

;

;                         (33)

;                                     (34)

;

;                                     (35)

.

Воздушный зазор между якорем и наконечником сердечника

;                                     (36)

;

Провал силового контакта контактора

,                                (37)

.

Кинематическая схема контактора представлена на рисунке

Деформация возвращающей пружины в характерных точках

;                                 (38)

;

;                                     (39)

;

Деформация притирающей пружины

;                                     (40)

.

Принимаем предварительную затяжку пружин и их жесткость

Для возвращающей пружины

;                                (41)

.

Принимаем жесткость пружины.

Для притирающей пружины

;                                  (42)

.

Принимаем жесткость пружины .

Моменты сопротивления в характерных точках

;                                     (43)

;                               (44)

;

;                          (45)

;

;              (46)

Силы притяжения между якорем и сердечником катушки, необходимые для преодоления моментов сопротивления

,                                     (47)

где М_i – момент сопротивления в характерной точке.

Значения магнитного потока, необходимые для реализации притяжения якоря к сердечнику в характерных точках

;                             (48)

;

;

;

.

Проводимость воздушного зазора

(49)

;

.

Магнитодвижущая сила для проведения магнитного потока через воздушный зазор

;                                       (50)

;

.

Сечение ярма контактора

,                                     (51)

где a – ширина ярма контактора; a = 0,075 м;

b – толщина ярма контактора; b = 0,008 м;

.

Сечение сердечника катушки контактора

,                                     (52)

.

Магнитная индукция в ярме

;                                      (53)

;

;

;

.

Индукция в сердечнике катушки

;                                      (54)

;

;

;

.

По [ ] находим значения напряженности магнитного поля в ярме и сердечнике катушки для характерных точек

,                                            ,

, ,                    

, ,                  

Длина средней силовой линии

– в ярме контактора

;                            (55)

;

– в сердечнике катушки контактора

;                                 (56)

.

Суммарные намагничивающие силы

;                      (57)

;

.

Для дальнейших расчетов выбираем наибольшую намагничивающую силу .

Принимаем рабочий ток катушки контактора .

Число витков катушки контактора

,                                  (58)

Диаметр провода катушки контактора

,                              (59)

где  – плотность тока в проводнике, ; принимаем  [ ]

По данным [ ] принимаем диаметр провода катушки, ближайший к стандартному значению. В нашем случаи , а с учетом изоляции .

Расчетное значение сечения окна

,                                  (60)

где  – коэффициент заполнения; [ ]

Длина намотки катушки

,                                  (61)

где а_к – толщина каркаса катушки, м; [ ]

Высота намотки

,                                      (62)

Принимаем рядную обмотку с наложением изоляции между слоями толщиной

Число слоев

,                                     (63)

Общая высота намотки

,                                  (64)

Минимальный диаметр витка катушки

,                            (65)

Максимальный диаметр витка катушки

,                    (66)

Средняя длина витка катушки

,                      (67)

Общая длина намотки

,                                (68)

Сопротивление катушки

,                                (69)

где – удельное сопротивление меди при ожидаемой температуре нагрева катушки (40ºС),; [ ].

– площадь поперечного сечения проводника, м²; [ ]

Ток катушки при напряжении питания  75 В

,                                    (70)

Предполагаемый перегрев катушки

,                            (71)

где α₀ – удельный коэффициент теплоотдачи;

– наружная поверхность катушки;

– внутренняя поверхность катушки;

– коэффициент, учитывающий расположение катушки;

,                                (72)

                                 (73)

Температура нагрева катушки

,                                 (74)

где – температура наружного воздуха,ºС; принимаем

По рекомендациям [ ] принимаем провод с изоляцией класса А марки