CJ10-20交流接触器电磁系统设计(电器学课程设计内容)

1接触器的反力特性

1.1交流接触器的原理、选择和接法

交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。交流接触器主要有四部分组成（1) 电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯；(2)触头系统,包括三副主触头和两个常开、两个常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一起互相联动的；（3）灭弧装置，一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置,以便迅速切断电弧,免于烧坏主触头；(4)绝缘外壳及附件,各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。工作原理：当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。交流接触器的选择：（1）持续运行的设备。接触器按67-75%算.即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是67-75A以下的设备。（2）间断运行的设备。接触器按80%算.即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是80A以下的设备。（3）反复短时工作的设备。接触器按116-120%算。即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是116-120A以下的设备。还要考虑工作环境和接触器的结构形式。[1]一般三相接触器一共有8个点，三路输入，三路输出，还有是控制点两个。输出和输入是对应的，很容易能看出来。如果要加自锁的话，则还需要从输出点的一个端子将线接到控制点上面。[2]其原理是用外界电源来加在线圈上，产生电磁场，加电吸合，断电后接触点就断开。

1.2简介

吸力特性和反力特性的合理配合可以提高接触器的寿命。接触器的动作电压为85%-110%U

。接触器电磁铁的反力特性是指反力F对电磁铁衔铁行程µ的关系。即F=f(µ),

n

其中电磁铁的反力有释放弹簧力,触头弹簧力,以及运动的重力组成,又因为运动部分的重力与反力相比,相对比较小,可以忽略，忽略重力可使设计过程得到简化，而且不会影响到接触器的基本特性。

1.3触头参数

主触头的开距为5-7mm,取开距为6 mm,超程为1-2 mm,取为2 mm,所以住触头的行程为6+2=8 mm。

辅助触头开距为2-3 mm,取为2.5 mm,超程为0.5-1 mm,取为0.75 mm,所以辅助触头的总行程为2.5 mm +0.75 mm =3.25 mm。

1.4触头反力

(1)主触头反力:为了确定系统可靠吸合,取靠近上限的反力数值.

初压力为0.3-0.4Kg,取f cc=0.36Kg

终压力为0.6-0.8Kg,取f ec=0.68Kg

主触头共有3根,其初压力为Ff cc= 3f cc=3*0.35Kg=1.08 Kg,终压力为Ff ec =3f ec=3*0.68Kg=2.04 Kg

(2)辅助触头压力:在本次设计中,接触器采用了直动式电磁铁,因此,在确定反力特性时,辅助触头=常开=常闭,根据设计任务书可知:

Ff cb =2F cb=2*0.06=0.12Kg

F feb =2F zb=2*0.15=0.3Kg

其中F

cb 和F

zb

分别为辅助触头的初压力和终压力,分别去其对应范围的下限; Ff cb和

Ff cb分别为辅助触头的两相的初压力和终压力.

1.5释放弹簧的的反力

释放弹簧的压缩距离为X=0.75mm,当其闭合时,释放弹簧的处压力和终压力

P1=0.2Kg

P2=P1+K*X=0.3125Kg

弹性刚度K=0.015Kg/mm

释放弹簧的初压力和终压力为：

Ff cs=P1=0.2Kg

Ff es=P2=0.3125kg

在忽略重力引起的反作用后，可以将以上几个反力叠加，从而求得交流接触器的反力特性曲线，如图1所示：

2 计算线圈的结构参数

2.1 初始设计点的选择

开始设计时，吸力特性还不知道，所有要选择一个设计点。对于交流接触器使用的电磁铁，由于主触头刚到接触处。反力特性上有一个突跳点。在这一点上，电磁铁工作最繁重，所以将设计点选在对应于行程超程的B点，进行反力计算，B点对应的气隙。

=+=1.17+(0.2+0.015)=1.3925kg

），取。则B点的吸力为：

1.4=1.9495(kg)=19.495(N)

2.2 确定铁心面积

开始计算时铁心截面不知，所以首先初选和值（）。待求出以后再加以休正。

现取额定电压时铁心磁通密度，气隙为时的漏磁系数（贴心打开时位置时。铁心磁通与气隙磁通之比），考虑衔铁打开位置线圈反电势为0.95及

(代表衔铁打开位置，线圈电势E与电源额定电压的比值一般

在0.75~0.96之间)则在电源电压降到0.85时的工作气隙，磁通密度为=0.85

（1.3）。

则铁心面积为=4

铁心厚度b与其宽度a之比为比值系数即为了使衔铁在吸合位置时机械上较稳定=1.5~2现取。

铁心碟片占空系数=0.9~0.95现取=0.94，则

a=

b=

铁心视在面积

计算，由，，查得及值与原估计值接近。

2.3 衔铁吸合时的线圈磁势的计算

把去磁间隙置于工作气隙，取剩余气隙为，则衔铁闭合时的工作气隙磁导

=

假定线圈总磁势IN为工作气隙压降的2倍，考虑到电源电压升到1.1，得线圈总磁势IN为：

IN=2

2.4 计算线圈匝数

额定电压时，衔铁（动铁心）吸合后的铁心磁通密度

则线圈匝数

N=

初步设计，故取E=0.98U

即N=匝

取N=3550匝

2.5 其他尺寸的设计

按其他部分与铁心部分的磁通密度相同的原则，铁心两边柱宽度为a/2=1.6/2=0.8cm。对短行程的螺管电磁铁选择档铁高度比值系数，则档铁高度为

=

2.6 确定线圈尺寸

当电压为1.05时，铁心中磁通密度=1.05，铁心材料采用厚度为0.5mm的硅钢片，查损耗曲线，得；常数