Расчет электромагнитного привода реле. Расчет параметров цепи возбуждения тягового генератора тепловоза

Содержание

Введение……………………………………………………………………………...2

1 Расчет электромагнитного привода реле……….……….…..3

1.1 Расчет механической характеристики реле……………………………..

1.2 Расчет магнитной цепи реле……………………………………………..

1.3 Расчёт катушки электромагнита контактора…………………………….

1.4 Расчет нагрева катушки……………………………………………………

2 Расчет параметров цепи возбуждения тягового генератора тепловоза….16

3 Разработка алгоритма поиска неисправности в цепи управления……….33

4 Расчет надежности цепи управления………………………………………37

Эскиз…………………………………………………………………………...40

Литература…………………………………………………………………….41

Введение

Курс “Электрические аппараты и схемы тепловозов” является важной составной частью процесса изучения устройства и работы тепловоза. При этом получаются знания и навыки, которые затем приходится использовать непосредственно на производстве.

В процессе обучения мы выполняем курсовую работу, состоящую из четырех разделов. В первом разделе производится расчет реле Р-45 с построением его механической характеристики. Во втором разделе производим расчет параметров цепи возбуждения тягового генератора тепловоза. В третьем разделе осуществляется разработка алгоритма поиска неисправности в цепи управления. В последнем разделе производится расчет надежности цепи управления согласно индивидуальному заданию.

Графическая часть работы представляет собой эскиз реле (формат А4), а также принципиально-монтажная схема силовой цепи с цепями управления возбуждения генератора.

1 Расчет электромагнитного привода реле

1.1  Расчет механической характеристики реле

Для расчета и построения механической характеристики в качестве прототипа используем реле Р-45. Принципиальная схема сил, действующих на элементы реле, изображена на рисунке 1.

Сила контактного нажатия рассчитывается по формуле (1):

                                                        (1)

где I – коммутируемый рабочими контактами ток, А;

 – диапазон коэффициентов для расчета контактного нажатия, А/Н.

Умножив полученное контактное нажатие на число пар контактов, окончательно получим:

 H.

Величина затяжки возвращающей пружины

                                                     (2)

 H.

Составим уравнения моментов и из них найдем силы сопротивления механизма реле, приведенные в точке их приложения.

                                              (3)

                                                             (4)

где Q₁ и Q₂ – вес соответствующего рычага, Н;

m – масса соответствующего рычага, кг;

g – ускорение свободного падения, g≈10 м/с².

l – плечо приложения силы, мм;

Тогда

 Н.

Для точки В механической характеристики уравнение моментов будет следующее:

                                            (5)

                                                       (6)

где К_ВП – жесткость возвращающей пружины, К_ВП = 2 Н/мм;

     Х^В_ПР – деформация возвращающей пружины, мм.

Х^В_ПР найдем из пропорции

,

Тогда

                                                          (7)

где R – раствор, принимаем по прототипу R=9 мм.

 мм.

Тогда

 Н.

Тогда  из формулы (5) будет следующее

 Н.

Уравнение моментов для точки С механической характеристики:

                                         (8)

                                                            (9)

где  – величина начальной затяжки притирающей пружины,  Н.

Следовательно,

 Н.

Тогда из формулы (8) находим :

 Н.

Составив уравнение моментов для точки, соответствующей полному включению контактов, получим следующее:

                                      (10)

где  – величина затяжки пружины в точке D механической характеристики, Н.

 – контактное нажатие в точке D механической характеристики,  Н.

                                                      (11)

где  – воздушный зазор в точке А механической характеристики,  мм.

 Н.

Из формулы (10) получаем:

 Н.

Найдем воздушный зазор, соответствующий положению якоря в точках В, С и D. Таким образом, для точки В воздушный зазор выразим из пропорции:

                                                       (12)

Тогда

.                                                      (13)

Подставив численные значения, получим:

 мм.

Воздушный зазор в точке С будет такой же, что и в точке В, следовательно

 мм.

Очевидно, что воздушный зазор в точке D будет равен нулю, так как контакты в этой точке полностью включены.

Рассчитываем жесткость притирающей пружины. Для этого воспользуемся следующим уравнением моментов:

                                           (14)

Деформацию притирающей пружины  находим из пропорции:

                                                      (15)

где П – провал, который выразим из соотношения . Тогда

 мм.

 мм.

Подставив полученные значения в формулу (14) получим:

 Н/мм.

По полученным данным строим механическую характеристику реле, которая изображена на рисунке 3.

Рисунок 2 – Механическая характеристика реле

1.2  Расчет магнитной цепи реле

Необходимый магнитный поток находим по формуле