Расчет электромагнитного контактора постоянного тока: Решение

Расчет электромагнитного контактора постоянного тока 1. Выбор главных контактов Главные контакты выбираются по номинальному току и напряжению силовой цепи. При токе \( I_k = 150 \) А и напряжении \( U_k = 1000 \) В необходимо предусмотреть систему дугогашения, так как при таком высоком напряжении возникает устойчивая электрическая дуга. Материал контактов: для токов свыше 100 А обычно используется медь или композиты на основе серебра (например, серебро-окись кадмия). 2. Определение параметров катушки управления Напряжение питания катушки \( U_n = 110 \) В. Для обеспечения надежного срабатывания контактора тяговое усилие электромагнита должно превышать противодействующее усилие пружин и веса подвижных частей. Мощность, потребляемая катушкой в режиме удержания, ориентировочно составляет: \[ P_{кат} \approx 20 \div 50 \text{ Вт} \] Ток в катушке при этом составит: \[ I_{кат} = \frac{P_{кат}}{U_n} = \frac{44}{110} = 0,4 \text{ А} \] Сопротивление катушки в нагретом состоянии: \[ R_{кат} = \frac{U_n}{I_{кат}} = \frac{110}{0,4} = 275 \text{ Ом} \] 3. Расчет числа витков катушки Число витков \( w \) определяется исходя из необходимой намагничивающей силы \( F \), которая для контакторов такого класса составляет примерно \( 2000 \div 3000 \) ампер-витков (Ав). \[ w = \frac{F}{I_{кат}} = \frac{2500}{0,4} = 6250 \text{ витков} \] 4. Выбор сечения провода катушки Сечение провода \( S_{пр} \) выбирается по допустимой плотности тока \( j \), которая для продолжительного режима работы принимается \( 2 \div 3 \text{ А/мм}^2 \): \[ S_{пр} = \frac{I_{кат}}{j} = \frac{0,4}{2,5} = 0,16 \text{ мм}^2 \] Диаметр провода по меди: \[ d = \sqrt{\frac{4 \cdot S_{пр}}{\pi}} = \sqrt{\frac{4 \cdot 0,16}{3,14}} \approx 0,45 \text{ мм} \] 5. Блокировочные контакты По условию задачи контактор имеет 2 группы блокировочных контактов. Они используются в цепях управления и сигнализации. Обычно это одна группа замыкающих (НО) и одна группа размыкающих (НЗ) контактов. Их номинальный ток обычно составляет \( 5 \div 10 \) А. 6. Дугогасительная система При напряжении \( 1000 \) В обязательным является использование электромагнитного дугогашения (катушка дугогашения и диэлектрическая камера с деионной решеткой). Это позволяет быстро растянуть и охладить дугу, предотвращая обгорание главных контактов. Вывод: Для заданных параметров \( I_k = 150 \) А и \( U_k = 1000 \) В выбирается контактор с катушкой на \( 110 \) В, имеющий усиленную изоляцию и мощную систему дугогашения, а также две вспомогательные группы контактов для нужд автоматики. Применение отечественных разработок в данной области гарантирует высокую надежность и соответствие государственным стандартам безопасности.