Đồ Án Thiết kế Công tắc tơ điện từ

LỜI MỞ ĐẦU


Trong công cuộc xây dựng đất nước đi lên chủ nghĩa xã hội, vấn đề công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước là nhiệm vụ được Đảng và nhà nước ta đặt lên hàng đầu. Trong đó nhiệm vụ phát triển ngành công nghiệp năng lượng, sản xuất và truyền tải điện năng được đặc biệt coi trọng.
Khí cụ điện là thiết bị điện dùng để điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chúng trong trường hợp sự cố.
Khí cụ điện có rất nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lí làm việc và kích cỡ khác nhau, được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống.
Việc tính toán thiết kế công tắc tơ nói riêng và khí cụ điện nói chung là nhiệm vụ quan trọng để đảm bảo cho ngành công nghiệp điện năng của đất nước ta có thể tự chủ trong vấn đề sản xuất các thiết bị điện phục vụ cho sản xuất và truyền tải điện năng mà không phải phụ thuộc vào việc nhập khẩu từ nước ngoài.
Dưới đây em xin trình bày toàn bộ nội dung đồ án môn học Thiết kế khí cụ điện hạ áp do thày giáo Nguyễn Văn Đức hướng dẫn.
Mặc dù trong thời gian qua em đã cố gắng hết sức tìm hiểu thực tế, nghiên cứu tài liệu để thực hiện đồ án, nhưng không thể tránh khỏi sai sót, em mong tiếp tục nhận được sự đóng góp và chỉ bảo của các thày.
Em mong bày tỏ lòng biết ơn tới sự giúp đỡ của thày giáo Nguyễn Văn Đức, thày trực tiếp hướng dẫn và toàn bộ các thày trong bộ môn Thiết bị điện - điện tử đã dạy dỗ em trong nhiều năm vừa qua.



CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TẮC TƠ

I. Giới thiệu về công tắc tơ:
1. Định nghĩa:
Công tắc tơ là khí cụ điện dùng để đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực, từ xa, bằng tay hay tự động. Việc đóng cắt công tắc tơ có tiếp điểm có thể được thực hiện bằng nam châm điện, thuỷ lực hay khí nén. Thông thường hay gặp công tắc tơ đóng cắt bằng nam châm điện.
Công tắc tơ điện từ gồm hai loại, công tắc tơ đóng cắt bằng nam châm điện một chiều và công tắc tơ đóng cắt bằng nam châm điện xoay chiều.
2. Cấu tạo chung:
Công tắc tơ điện từ được cấu tạo từ những phần chính: Hệ thống mạch vòng dẫn điện, hệ thống dập hồ quang, hệ thống các lò xo nhả, lò xo tiếp điểm, nam châm điện, vỏ và các chi tiết cách điện.
3. Nguyên lý làm việc:
Đưa dòng điện vào cuộn dây nam châm điện tạo ra từ thông , từ thông sinh ra lực điện từ ở khe hở , do lực điện từ Fdt > Fphản lực lò xo nên nắp nam châm điện đậy xuống , tiếp điểm đóng, công tắc tơ đóng, mạch thông.
Ngắt công tắc tơ: Ngắt dòng điện ở cuộn dây nam châm điện làm mất từ thông , lực điện từ Fdt = 0 nên lò xo kéo nắp nam châm điện mở, tiếp điểm mở, hồ quang điện được dập tắt ở buồng dập hồ quang, mạch điện ngắt.

II. Chọn phương án thiết kế:
1. Phân tích chọn phương án thiết kế:
Công tắc tơ điện từ xoay chiều dùng nam châm điện có hai dạng:
+ Mạch từ hình chữ U nắp hút quay quanh trụ. Tiếp điểm kiểu ngón, dạng tiếp xúc đường, dùng dây nối mềm để đưa điện vào tiếp điểm. Thích hợp với dòng điện lớn, chế độ làm việc nặng nề của công tắc tơ.
+ Mạch từ hình chữ E nắp hút thẳng, một phần phần ứng ngập trong lòng ống dây. Tiếp điểm kiểu cầu một pha hai chỗ ngắt, không cần dây nối mềm, dập hồ quang dễ hơn, dạng tiếp xúc của tiếp điểm là tiếp xúc điểm hoặc mặt tuỳ theo dòng định mức. Thích hợp với chế độ làm việc nhẹ nhàng của công tắc tơ.
Qua phân tích các phương án thiết kế công tắc tơ trên kết hợp với yêu cầu thiết được giao là thiết kế công tắc tơ điện từ xoay chiều có dòng định mức nhỏ (30A) tần số thao tác 400lần/giờ là chế độ làm việc nhẹ nhàng nên chọn phương án thiết kế tối ưu là mạch từ hình chữ E nắp hút thẳng.
2. Phân tích chi tiết phương án đã chọn:
*Ưu điểm:
+ Kết cấu đơn giản.
+ Lực hút điện từ được phân bố đều.
+ Không cần dây nối mềm để đưa điện vào tiếp điểm động.
*Nhược điểm:
+ Trọng lượng phần động lớn gây khó khăn cho việc hút.
+ Nếu dòng lớn thì độ mở tiếp điểm lớn dẫn đến kích thước công tắc tơ lớn.
a) Dạng mạch từ:
Mạch từ hình chữ E, cuộn dây đặt ở giữa, vòng ngắn mạch đặt ở hai cực từ bên, lực hút điện từ phân bố đều hơn, đặc tính lực hút điện từ sát đặc tính cơ đảm bảo thiết kế tối ưu.
b) Hệ thống mạch vòng dẫn điện:
Tiếp điểm kiểu cầu một pha hai chỗ ngắt, ưu điểm là dễ dập hồ quang, không cần dây nối mềm đưa điện vào tiếp điểm động, do đó kết cấu đơn giản.
c) Buồng dập hồ quang:
Buồng dập hồ quang kiểu dàn dập, kích thước nhỏ, hạn chế vùng hồ quang cháy, giảm âm thanh khi hồ quang cháy.


Đồ án dài 33 trang, có kèm file bản vẽ đầy đủ