【正文】 0年代問世以來，由于其耐磨損、抗熔焊性好、接觸電阻小等，經(jīng)過不斷改進(jìn)，在低壓電器中得到了廣泛的應(yīng)用，但是它產(chǎn)生的有害金屬蒸汽對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)人們的健康的危害，已越來越引起重視。它主要用作控制交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、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(dòng)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。近年來還出現(xiàn)了由晶閘管等組成的無觸點(diǎn)接觸器。 第1章　 緒 論 我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)在發(fā)展，電網(wǎng)容量在增大，電力傳動(dòng)技術(shù)在革新，對(duì)電器提出的要求越來越高。 隨著改革開放的進(jìn)一步深化，國民經(jīng)濟(jì)上新臺(tái)階。交流接觸器用途廣泛，品種繁多，按其結(jié)構(gòu)和用途分類：按主觸頭級(jí)數(shù)分為單極、雙極、三極和多極；按主觸頭的正常(即勵(lì)磁線圈無電時(shí))位置分為常分式和常合式；按吸引線圈種類分為交流勵(lì)磁和直流勵(lì)磁；按滅弧介質(zhì)分為空氣式和真空式；按有無滅弧室分為有滅弧室和無滅弧室。AgSnO2觸頭作為一種新型的銀氧化物觸頭材料，正逐步取代雖有很好的抗融焊性能但有極大毒性的AgCdO，有很強(qiáng)的耐電弧性能，這種材料的熱穩(wěn)定性比銀氧化鎘高得多，因此，選用AgSnO2觸頭材料取代AgCdO,可使材料體積減少25%，并能保持同樣的壽命。因此，主觸頭選用AgSnO2材料，接觸電阻低而穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性高，可使電弧弧根處熔池中熔融體的粘度提高，減少電弧灼燒時(shí)的噴濺損失可以大大簡(jiǎn)化滅弧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；高的熱穩(wěn)定性還使觸頭表面富集金屬氧化物，從而保護(hù)了低沸點(diǎn)的銀的蒸發(fā)并提高 觸頭的尺寸和參數(shù)選擇 觸頭觸橋的截面尺寸(按允許溫升來確定)查表得黃銅ρ0=7*106歐Kj系數(shù)查資料 取Kj=60 驗(yàn)算主觸頭溫升值 觸橋周長(zhǎng)：P=2(2+20)= 極限允許溫度：θ=1300C 觸橋發(fā)熱溫升： t1= （27）= =900C 符合絕緣耐熱等級(jí)要求 主觸頭的截面積為：S=ab=1210= 周長(zhǎng)為：P=2(a+b)=2(12+10)= 查表取導(dǎo)熱系數(shù)λ=，電阻系數(shù)ρ0=106Ωcm，導(dǎo)熱系數(shù)λ=： T2= (226) = =+ = 觸頭接觸處總溫升 t=t1+t2=+=900C （227） 輔助觸頭溫升合格 動(dòng)穩(wěn)定性的校核 查表查得銀的壓皺系數(shù)σy=303102N/cm2 觸頭壓皺面積S0=F0/σy=(303102)=104cm2 動(dòng)穩(wěn)定電流為：30Ie=3010=3102A 觸頭接觸點(diǎn)的電動(dòng)斥力： Fch= (228)== 故動(dòng)穩(wěn)定性合格 作用在動(dòng)觸橋上尚有回路電動(dòng)斥力，按垂直布置導(dǎo)體電動(dòng)力的計(jì)算公式： Fc= (229) = = 式中為觸橋長(zhǎng)度，取l=, s=h`+h+a`=4mm 則回路導(dǎo)體距離 s== H=+3+=4。近數(shù)十年來，對(duì)電弧的研究發(fā)展較快，電弧的數(shù)學(xué)模型日益受到重視，利用電子計(jì)算機(jī)可以計(jì)算電弧的動(dòng)態(tài)過程及有關(guān)參數(shù)。交流接觸器也可以利用近陰極效應(yīng)熄弧。這種滅弧室的熱量易于散出，滅弧室的耐熱性好，故可以用于較高的操作頻率，直流接觸器常用這種滅弧裝置。而且，觸頭電磨損小，點(diǎn)壽命高，但是價(jià)格比較高。 （9）檢查恢復(fù)電壓振蕩過程轉(zhuǎn)變?yōu)榉侵芷谶^程的條件，其判斷公式如下: f0≥ (37) 65600≥=滿足上述條件，因而恢復(fù)電壓為非周期過程。按線圈激磁電流的種類區(qū)分有直流電磁系統(tǒng)、單相交流電磁系統(tǒng)、三相交流電磁系統(tǒng)、極化電磁系統(tǒng)以及交直流同時(shí)磁化的電磁系統(tǒng)。電磁系統(tǒng)既然是一種依靠電磁吸力使銜鐵產(chǎn)生機(jī)械位移而輸出機(jī)械功的電工裝置，驅(qū)動(dòng)銜鐵運(yùn)動(dòng)的電磁吸力Fx和銜鐵的機(jī)械行程δ自然就是它的基本參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)在一定條件下呈現(xiàn)的關(guān)系Ff=f（δ）也就成了電磁系統(tǒng)的基本特征。為了保證電磁系統(tǒng)能可靠地工作，在銜鐵的吸合過程中，在動(dòng)作電流或電壓下的吸力特性通常應(yīng)高于反力特性；反之，在銜鐵的釋放過程中，反力特性應(yīng)高于在釋放電流或電壓下的吸力特性,或零電流及零電壓下剩磁產(chǎn)生的吸力特性。 Ff2為主觸頭彈簧反力特性。 (1)U型電磁鐵： 優(yōu)點(diǎn)：去磁氣隙設(shè)在靜鐵心底部，不受極面磨損影響，使用壽命較長(zhǎng)，體積小材料利用率高。E型可采用在中柱底部增加一個(gè)非磁性墊片，產(chǎn)生固定去磁氣隙，從而使壽命不受極面磨損影響，單U或單E型都適于吸力特性較陡峭的情況，在本設(shè)計(jì)中通過計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，比較單U及單E型電磁鐵，考慮到本次接觸器設(shè)計(jì)要求容量不大，結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)性好等因素，選擇單U型直動(dòng)式電磁鐵。m 線圈表面綜合散熱系數(shù)KT = W/m2在設(shè)計(jì)過程中，查閱資料的同時(shí)也豐富了自己的知識(shí)面。而要成為一名合格的產(chǎn)品設(shè)計(jì)者，需要做到以下幾個(gè)方面：（1）復(fù)雜的低壓電器產(chǎn)品，其零部件很多，但不論結(jié)構(gòu)復(fù)雜或簡(jiǎn)單，其設(shè)計(jì)過程都是一個(gè)多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化過程，因此，作為一名設(shè)計(jì)者在從事某項(xiàng)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)之前，首先要把追求那些目標(biāo)，這些目標(biāo)相互之間的約束條件和有那些邊界條件要調(diào)查了解清楚，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)，要把市場(chǎng)情況、用戶要求、國內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)先作些調(diào)查，以明確設(shè)計(jì)要追求的目標(biāo)是那些，其中哪些是主要的，哪些是次要的，哪些是應(yīng)該同時(shí)實(shí)現(xiàn)的，哪些是可以通過派生設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，這也就是人們常說的多目標(biāo)多層次分析求解的問題。（3）設(shè)計(jì)者應(yīng)該要掌握一種或多種科學(xué)的設(shè)計(jì)程序，這對(duì)保證設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)質(zhì)量是至關(guān)重要的，有的人認(rèn)為，設(shè)計(jì)就是進(jìn)行電氣和機(jī)械計(jì)算并制圖，其實(shí)，這只是設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，特別是對(duì)于尚無完整計(jì)算公式的低壓電器設(shè)計(jì)，大部分靠經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)分析來確定一些數(shù)據(jù)，因此，在設(shè)計(jì)前先擬定一個(gè)完整的設(shè)計(jì)程序圖，對(duì)加速完成設(shè)計(jì)、減少彎路是有很大好處的。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的好壞，最終能達(dá)到什么樣的效果，在一定程度上還與設(shè)計(jì)產(chǎn)品事后的優(yōu)化分析有關(guān)。 H3=H2=H1=786A/m l 3= l 1+ l i=+29= 總磁壓降為：∑H l= H1 l 1+ H2 l 2+ H3l 3=786(+29+) =95106 Im=∑H l /N=95106103/2298= （4）導(dǎo)磁體損耗規(guī)劃電流IPV1=axbx(l 1+a)=1919(+19)= V2=abl 1+ aebe(l i+ l 1+a)=191929+1919(29++19)=10469+= 銜鐵損耗計(jì)算公式：pC1= W/kg (410) PFe1= PC1γV1 =7800105= 靜鐵心損耗： PFe2= Pc2γV2=7800105= 則： Ip=∑PFe /UN=(+)/220=103 A （5）分磁環(huán)規(guī)劃電流Id Ed= =501104 = v Id=2Ed2 /(UNrk) =2(220104) = A （6）計(jì)算線圈電流I 磁化電流： Ir=Iδ+If+Im =++ = 損耗電流： Ia=Ip+Id=+= I=== Ψ1=arctg= arctg= U2=E2+I2R2+2E(IR)sinΨ1 2202=E2++2() 得：E2+=0 E== 故Фδm1= ==104 ε===%3% （要求計(jì)算前后兩次磁通近似值之差與前次磁通近似值之比，應(yīng)小于給定誤差值3%）故滿足條件 線圈發(fā)熱功率P P=I2R1100℃== 線圈溫升計(jì)算 線圈包圍部分鐵心損耗 PFe3 PC3=PC2= PFe3=abkchρFe PC3 =19191067800 = （2）線圈外表面散熱面積S: S=(2A1+2B1+2piΔ) h =(2+2+212 ) 28 =103m2 （3）線圈穩(wěn)定溫升計(jì)算：τw （長(zhǎng)期工作制線圈的功率過載系數(shù)：kp2=1） τw=(P+ PFe3)/(kp2KTS) =(+)/(1103) =700C 溫升合格 銜鐵在設(shè)計(jì)點(diǎn)的氣隙磁導(dǎo)計(jì)算： （1）工作氣隙磁導(dǎo)∧δ （因δ0/a,/b,故用解析法計(jì)算） 一個(gè)磁極的磁導(dǎo): ∧δ= = =107H （2）非工作氣隙磁導(dǎo)∧f （因δ0/a,/b,故用解析法計(jì)算） ∧f=μ0aebeKcf = =106H （3）鐵心對(duì)鐵軛單位長(zhǎng)度漏磁導(dǎo)λ：將方形截面積等效為圓形半徑r由πr2=ab r=== λ= k==== y為鐵心與鐵軛的中心距== λ= = =107H/m （4）計(jì)算等效漏磁導(dǎo)： ∧`ld=λLi=10729103=107H 計(jì)算線圈感抗XL： XL= = = = 計(jì)算線圈電流I： I=