【正文】 xxx 導(dǎo)師姓名： xxx 完成日期： 2022 年 6 月 誠 信 聲 明本人聲明：本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。 （3）3 月 12 日至 3 月 25 日：畢業(yè)實(shí)習(xí)。 （7）5 月 16 日至 5 月 30 日：電磁系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先對接觸器各零部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹：電磁鐵采用單 U 直動式，非磁性氣隙置于靜鐵心底部的中間，在使用過程中不會發(fā)生變化。主動觸頭的觸橋?yàn)榇谓Y(jié)構(gòu)，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較大的熱容量，主觸頭材料為銀氧化錫陶冶材料，具有較高的抗熔焊性和耐電腐蝕性。關(guān)鍵詞：接觸器；電磁鐵；觸頭；優(yōu)化交流接觸器的優(yōu)化設(shè)計(jì) IIDesign for AC ContactorAbstract：This dissertation mainly takesis the 40A three pole AC Contactor of CJ20 series as to according to the design of the AC contactor, And it was analysed to optimize to go on through BASIC procedure language to it, in order to be able to design performance superior contactor e out, Make an introduction to the structure of every spare part of the contactor at first: The electromag adopts single U moving type directly , it is not the angry crack of magic that is put in the middle of the quiet unshakable in one39。它主要用作控制交流感應(yīng)電動機(jī)的起動、停止、反轉(zhuǎn)、調(diào)速，并與熱繼電器或其它適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)裝置組合，保護(hù)電動機(jī)可能發(fā)生的過載或斷相，也可用于控制其它電力負(fù)載如電熱器、電照明、電焊機(jī)、電容器組等。它的工作原理是：當(dāng)吸引線圈通電后，電磁系統(tǒng)即可把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，所產(chǎn)生的電磁吸力克服反作用彈簧與觸頭彈簧的反作用力，使鐵心吸合，并帶動觸頭支架移動，動、靜觸頭接觸閉合，從而完成接通主電路的操作。交流接觸器一般為三極的，在雙回路控制時(shí)要用四極的接觸器，五極式的接觸器用于多速電動機(jī)控制或自動式自禍減壓起動器中。斷續(xù)周期工作制：斷續(xù)周期工作制的操作頻率和通電持續(xù)率由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。操作頻率直接影響到接觸器的電壽命及滅弧室的工作條件，對于交流接觸器還影響線圈的溫升，所以是一個重要的技術(shù)指標(biāo)。交流接觸器的機(jī)械壽命一般為 1000 萬次，小容量交流接觸器的機(jī)械壽命可高達(dá) 3000 萬次，交流接觸器的電壽命隨使用類別不同而不同，IEC60947—4—1—1990 和 規(guī)定各使用類別電壽命試驗(yàn)的接通和斷開條件見表 11。 總體結(jié)構(gòu)方案確定在給定的技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)下，初步確定 40A 三極交流接觸器采用雙斷點(diǎn)橋式觸頭，直動式磁系統(tǒng)，各零件均安裝在塑料外殼和鋁合金底座上的整體式結(jié)構(gòu)。輔助觸頭組件采用卡裝式結(jié)構(gòu)，配備二常開和二常閉觸頭。其優(yōu)點(diǎn)是閉合中沖擊能量小，滅弧效果好。試驗(yàn)結(jié)果獲得最小觸頭損耗的分閘相角，對AgCdO 材料為 ，而對AgCu，則為 .H．Nouri的試驗(yàn)是在單相條件下35? 45?進(jìn)行的，對于實(shí)際的三相開關(guān)電路，每一相分?jǐn)啾仨氃诟髯灾付ǖ姆珠l相角。而輔助觸頭采用純銀材料，它具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，接觸電阻低而穩(wěn)定，電磨損小而均勻。取散熱系數(shù)，對于扁平銅母線 KT=(610)104 取 KT=6*104(w/cm m系數(shù)，面接觸，m=1。??作用在動觸橋上有回路電動斥力，垂直布置導(dǎo)體電動力的計(jì)算公式 [10]：取觸橋長度 L為 4cm，回路導(dǎo)體距離為 ()? H=+8+1=, =h；1則有:=2 ()CFSrhlI72120)(???=2.????總斥力計(jì)算公式 [3]如下： =+=10N= ； ()chCF? 0F交流接觸器的優(yōu)化設(shè)計(jì)11故滿足觸頭動穩(wěn)定性的要求。 觸橋尺寸的確定如公式（）：ab(a+b)= ????TekIa2)1(20? = 9061)2????=取觸橋厚度為 1mm，取觸橋?qū)挾葹?9mm 銀觸頭選用圓柱形，直徑 8mm確定導(dǎo)電板形狀：取導(dǎo)電板 寬度為 9mm,接觸板電流密度為 ，則其厚度 ： =I/ =10/(9)≈1mm ()h?bj故導(dǎo)電板厚度為：1mm 計(jì)算輔助觸頭厚度 電磨損體積如公式（）： 交流接觸器的優(yōu)化設(shè)計(jì)12Vc= ???eckqN0式中 N——300104 次γc——查表 [1]（）取 106（g/c）ke——ke≈對交流電路， （n 電弧燃燒半波數(shù)，取 1）q0≈ = =（c） ()?nI?0234102?查表 [1]純銀密度 ρ=（g/ cm 3） Vc= =4?計(jì)算輔助觸頭厚度：觸頭形狀為圓柱體，直徑 d=4mm一個觸頭的磨損厚度： ()??由觸頭厚度計(jì)算公式 [1] h=(—2)hc 取輔助觸頭厚度 h= hc =≈初壓力：單位電流的觸頭初壓力 Fd= 則一個觸頭的初壓力：Fcc=IeFd=終壓力：Fz===開距：查表 [1]、取 ??超程：查表 [1]、取 r=2mm 驗(yàn)算輔助觸頭溫升及動熱穩(wěn)定性如公式（）Rj= =cjFaK??102.)3(??.)304(6.?? =觸橋周長：P=(+) 2=2cm交流接觸器的優(yōu)化設(shè)計(jì)13觸橋發(fā)熱溫升：t1= = ()PSKIaT20)(????)35.(0742????=符合絕緣耐熱等級要求，級絕緣材料的允許溫升 τ=90 0C輔助觸頭的截面積為：S=(d/2) 2= 周長為：P=d=查表 [3]得：電阻系數(shù) ρ 0=106歐交流電弧的熄滅存在兩種理論，即弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)理論及弧隙能量平衡原理。因此，交流電弧的熄滅條件可概述為二電流過零后，弧隙介質(zhì)強(qiáng)度在任何時(shí)刻始終高于弧隙上的恢復(fù)電壓。根據(jù)斯列賓理論，一般采取的熄弧的方法如下：交流接觸器的優(yōu)化設(shè)計(jì)16 拉長電弧 如在大氣中分開觸頭將電弧拉長，使電弧冷卻而熄滅。金屬柵片（去離子?xùn)牛缁? 利用柵片（鐵板鍍鋅）對電弧的吸引作用及磁吹線圈的作用將電弧引入柵片中，柵片將電弧分割成許多串聯(lián)的短弧。陶土滅弧室有冷壓和熱壓二種，熱壓的生產(chǎn)效率高，模具壽命長，尺寸、形狀易保證，公差尺寸也比較穩(wěn)定，但在電壽命試驗(yàn)中喲起層剝落和磨損現(xiàn)象。 觸頭滅弧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及尺寸根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，我選擇多縱縫柵滅弧裝置，設(shè)計(jì)要求電流不是很高，磁滯和渦流引起的損耗小，滅弧的綜合性能優(yōu)良。為了方便電弧驅(qū)入多縱縫內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能利用觸頭導(dǎo)體的回路電動力和產(chǎn)生電弧時(shí)的氣功力（使電弧沖向弧室外的出氣口） ，同時(shí)設(shè)計(jì)合適的弧室形狀和齒形（構(gòu)成電弧縱縫的絕緣板） ，盡可能便于電弧進(jìn)入多縱縫內(nèi)。 主觸頭滅弧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及尺寸驗(yàn)算主觸頭滅弧系統(tǒng)性能，在不大于 時(shí)間內(nèi)可靠滅弧，采用多斷口滅弧。分?jǐn)嗷芈返墓逃姓袷庮l率計(jì)算公式 [3]：fo=2022 () =2022=(2)對于三相線路的回路系數(shù)取 Khv=(3)分?jǐn)嗷芈返碾姼邪聪率?[3]計(jì)算： ()?????? (4)系數(shù) KH 的計(jì)算公式 [3]： KH= () 0cos19.???hv = =(5)弧運(yùn)動速度計(jì)算公式 [3]: Vh≈ () 2/1.??hi交流接觸器的優(yōu)化設(shè)計(jì)18≈320 1/2≈(6)電弧長度計(jì)算公式 [3]:取觸頭分開速度 80cm/s（根據(jù)同類型產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)） ，熄滅時(shí)間為半個波 t=, () ???(7)縱縫滅弧室中交流電弧的等值電阻計(jì)算公式 [3]： () ??h020R=.???(8)當(dāng)恢復(fù)電壓為非周期過程時(shí)，電器必須的分?jǐn)鄶嗫跀?shù) ndu 計(jì)算公式 [3]：其中由表 [3] 查的電源頻率 50Hz 時(shí)，銀觸頭的修正系數(shù) βc=2,由圖 [3] 查得系數(shù) M0=200106H/us 由圖 [3] 取 Ujf0=80V。第 4 章 電磁系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電磁系統(tǒng)簡介電磁系統(tǒng)是由磁系統(tǒng)(主要由兩個相對運(yùn)動的鐵心及氣隙等組成的、具有閉合磁路的電器組件)和線圈組成，用以進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換的電器組件或部件。 電磁系統(tǒng)的種類以及結(jié)構(gòu)形式和基本特性電磁系統(tǒng)種類很多。按外觀形狀區(qū)分有 形電磁系統(tǒng)、螺管式電磁系統(tǒng)和拍合式電磁系統(tǒng)等。電磁系統(tǒng)的基本特性包括吸力特性、反力特性、輸入輸出特征及時(shí)間特性?？梢哉f，電磁系統(tǒng)的主要任務(wù)就是克服這種反作用力。 電磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 計(jì)算電磁系統(tǒng)反力按主觸頭參數(shù)確定銜鐵釋放位置的工作氣隙值（銜鐵行程） 。由于前面設(shè)計(jì)中繪制的反力特性曲線較陡峭，故在本設(shè)計(jì)中采用單（U 或 E）型電磁鐵，再比較，U 型更利于壽命提高，而 E 型會因極面磨損去磁氣隙不斷減小而影響，電磁鐵的壽命。常開觸頭 n3=4釋放彈簧參數(shù)：a) 初始彈簧力 Fs0= Ffcs=b) 彈簧鋼度 線圈電壓及允許電壓波動范圍a) 線圈額定電壓 UN=220vb) 電壓允許波動范圍 *UN=187v線圈耐熱等級和允許溫升a) 耐熱等級 B 級b) 允許溫升 70oC工作制形式：長期工作制。4cm??== ()00fFK??（ ）為安全系數(shù)，按接觸器選擇。Kktc 線圈填充系數(shù)，初步設(shè)計(jì)可取 ktc = ， 取 查圖 [10]625 選 曲線 pc=5 W/kgKc= pcεa2ρFe=51103= w/m ()交流接觸器的優(yōu)化設(shè)計(jì)26線圈高度計(jì)算公式 [14]:h=210 2(2)([ ]TctpnINKaKk?????????= ()8 )().9(. ]???= = 取 h=線圈厚度計(jì)算公式 [14]：Δ=na=*20=10mm ()線徑計(jì)算公式 [14]： d= ()Nhktc???4= = 取 d= 分磁環(huán)的設(shè)計(jì)由于交流電磁系統(tǒng)的吸力具有脈動性，這會造成銜鐵振動，銜鐵的振動既會產(chǎn)生令人難以忍受的噪聲，又會使電磁系統(tǒng)以及與之作剛性連接的零部件加速損壞。這樣，只要使合成吸力的最小值不低于反作用力，就能消除有害的振動。1S 分磁環(huán)計(jì)算由于極面積較大 Sc=104m2。μ0真空導(dǎo)磁率（H/m）。取分磁環(huán)槽寬 t=(2—4)mm；取 。 分磁環(huán)的結(jié)構(gòu)采用懸掛式分磁環(huán)。為此，可設(shè)法使磁極端面處的磁通分成兩個彼此間有一定相位差的分量。Bcm額定電壓時(shí)鐵心磁通密度， ?。篕N線圈反電動勢 E 與 UN 的比值，設(shè)計(jì)點(diǎn)在主觸頭剛接觸位置，,取：K N =σ=()設(shè)計(jì)點(diǎn)漏磁系數(shù)，設(shè)計(jì)點(diǎn)在主觸頭剛接觸位置，取 σ=真空導(dǎo)磁率 μ 0=4π10 7=106 (H/m)鐵心的截面積計(jì)算公式 [14]如下：Sc= =