Проектирование электрического аппарата тепловоза М-62 – контактора типа КПВ, расчёт схемы возбуждения тягового генератора и нахождение надёжности заданного узла

Введение

В данной курсовой работе производится проектирование электрического аппарата тепловоза М-62 – контактора типа КПВ, расчёт схемы возбуждения тягового генератора и нахождение надёжности заданного узла.

М62 – тепловоз с передачей постоянного тока небольшой мощности. Схема возбуждения тягового генератора – с амплистатом возбуждения и селективным узлом.

Применение данного тепловоза на сильно напряжённых участках работы – не целесообразно, рациональнее использовать тепловозы с передачей переменно-постоянного тока, а в будущем переменного тока на силовой электронике, имеющие совершенно иные электрические схемы.

К работе прилагается графическая часть в виде электрической схемы тепловоза (силовая цепь, цепи управления и защиты).

1 Расчёт электромагнитного привода контактора

1.1 Расчёт механической характеристики контактора

Механическая характеристика контактора (рисунок 1) представляет собой противодействующее усилие механизма, приведённого к точке приложения электромагнитной силы.

Рисунок 1 – Механическая характеристика контактора

Точка A на механической характеристике соответствует выключенному состоянию контактора. Значение этой силы определяется величиной начальной затяжки возвращающей пружины, массой подвижных частей и трением.

Участок A-B – начальный участок движения якоря к наконечнику сердечника, при этом деформируется только возвращающая пружина. Наклон участка A-B определяется жёсткостью возвращающей пружины, массой подвижных частей, силами трения.

Участок B-C соответствует моменту соприкосновения подвижного и неподвижного контактов. Величина этого участка зависит от величины начальной затяжки притирающей пружины.

Участок C-D – участок характеристики, на котором происходит притирка контактов с одновременной деформацией притирающей и возвращающей пружины.

Точка D – полное включение контактов, провал выбран полностью. Воздушный зазор между якорем и сердечником имеет минимальное значение.

На рисунке 2 в масштабе 1:1 приведён эскиз контактора КПВ-604 для расчёта механической характеристики и магнитной цепи. На этом эскизе приведены точки приложения всех сил, действующих в контакторе, даны их направления и плечи. В данной курсовой работе изменение длин плеч приложения некоторых сил мы учитывать не будем, так как это не даст погрешности более 5 %, допустимой в инженерных расчётах, но значительно упростит расчёт контактора.

Рассчитаем силу контактного нажатия, т. е. силу нажатия контактов при полностью включённом контакторе, Н,

Рассчитываем величину начальной затяжки возвращающей пружины, Н,

Для нахождения электромагнитной силы в точке A необходимо составить уравнение моментов, действующих на подвижную часть контактора, относительно неподвижной точки.

Для решения данной задачи необходимо знать массы подвижных частей и плечи сил. Плечи сил выбираем из рисунка 2: l₁=32 мм, l₂= 65 мм, l₃=119 мм, l₄=52 мм, l₅=70 мм, l₆= 89 мм, l₇=25 мм, l₈=58 мм.

Найдём массовые силы, Н,

Составляем уравнение моментов

Откуда

Для нахождения провала, по прототипу принимаем, что воздушный зазор δ_A равен 19 мм, а раствор R – также 19 мм.

Как видно из рисунка 2, провал можно найти из выражения

Рассчитаем деформацию возвращающей пружины в точке B. Из рисунка 2 видно, что

Деформация возвращающей пружины

Рассчитаем силу, действующую со стороны пружины