交流接觸器設(shè)計(jì)與制造

開(kāi)題報(bào)告電氣工程及其自動(dòng)化

交流接觸器設(shè)計(jì)與制造一、課題研究意義及現(xiàn)狀交流接觸器是低壓配電系統(tǒng)中重要的控制電器，它主要適用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐芳敖涣麟妱?dòng)機(jī)。因?yàn)樗ぷ髟砗?jiǎn)單、性能良好、成本低廉等特點(diǎn)，一直被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電照明、電熱器、電容器組等設(shè)備，是使用量最大的控制電器。隨著低壓配電系統(tǒng)的發(fā)展，國(guó)外一些主要交流接觸器生產(chǎn)企業(yè)相繼完成了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而我國(guó)廣泛使用的交流接觸器在性能上較國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品有著較大的差距。因此研發(fā)新一代的交流接觸器對(duì)目前我國(guó)的接觸器生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)十分重要。其市場(chǎng)占我國(guó)的交流接觸器主要以跟蹤國(guó)外技術(shù)、產(chǎn)品的發(fā)展，并加以消化吸收，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行自主創(chuàng)新、在高端自主研發(fā)，最具代表的有以CJ20為主的第二代產(chǎn)品和以CJ40為主的第三代產(chǎn)品，有率分別為50%和10%左右。目前我國(guó)大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的交流接觸器一般側(cè)重于中低端層面，層面往往缺乏一定的優(yōu)勢(shì)。但從交流接觸器的發(fā)展趨勢(shì)看來(lái)，高端產(chǎn)品將更具市場(chǎng)潛力、更受廣大用戶歡迎。因此如正泰、德力西、天正、常熟等國(guó)內(nèi)實(shí)力較為雄厚的企業(yè)，近年來(lái)加大研發(fā)第四代產(chǎn)品的力度，努力爭(zhēng)取在高端領(lǐng)域趕超國(guó)外產(chǎn)品，并且在售后技術(shù)支持上積極向國(guó)外學(xué)習(xí)。目前國(guó)外大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的交流接觸器一般側(cè)重于高端層面，其不僅具備前一代接觸器所擁有的功能，而且還具備模塊化、智能化、通信功能、控制功能的特點(diǎn)。除此之外，這些高端產(chǎn)品也擁有一定的市場(chǎng)占有率。當(dāng)前我國(guó)交流接觸器的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1）小型化：提高單位體積的容量，縮小飛弧距離，以實(shí)現(xiàn)接觸器的體積。2）模塊化：連接方式為結(jié)構(gòu)連接，互換性強(qiáng)，方便維修和保養(yǎng)，便于用戶選用。3）智能化：主電路可選相分合閘、門檻電壓吸合、寬電壓吸合以及節(jié)能運(yùn)行等。4）全塑化：底座、軀殼、滅弧罩三段全部采用強(qiáng)度好、耐弧性能優(yōu)良的工程塑料。5）規(guī)格化：大容量產(chǎn)品向真空方向發(fā)展，小容量產(chǎn)品向半導(dǎo)體方向發(fā)展。6）組合化：更注重與系統(tǒng)中其他元件的配套性與協(xié)調(diào)性。7）通信功能：具備現(xiàn)場(chǎng)總線接口，實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)通信。8）控制功能：控制電路帶延時(shí)通斷功能并可現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定，提高系統(tǒng)的運(yùn)行性能。9）觸頭材料：選用耐磨性能好、抗熔焊性能優(yōu)良、耐電壓值高的材料。本課題作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)研究課題，對(duì)我的思維能力、動(dòng)手能力以及總結(jié)論述等綜合能力得到充分鍛煉，有利于我以后獨(dú)立及全面的發(fā)展。二、課題研究的設(shè)計(jì)目標(biāo)和主要內(nèi)容設(shè)計(jì)目標(biāo)了解目前國(guó)內(nèi)外交流接觸器的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)；熟悉交流接觸器的技術(shù)參數(shù)和基本結(jié)構(gòu)；完成交流接觸器的設(shè)計(jì)，為將來(lái)從低壓電器的研發(fā)、制造及經(jīng)營(yíng)等方面工作打下基礎(chǔ)。交流接觸器的設(shè)計(jì)指標(biāo)：1．主觸頭額定工作電壓：AC380V額定工作電流：AC150A額定操作頻率：600次/小時(shí)2．吸引線圈額定工作電壓：DC220V3．起動(dòng)功耗：500W4．吸持功耗：20W5．接通能力：AC2000A6．?dāng)嚅_(kāi)能力：AC1500A7．電壽命：不低于60萬(wàn)次8．機(jī)械壽命：不低于300萬(wàn)次9．符合GB14048.8和IEC/EN60947-4-1標(biāo)準(zhǔn)的要求。主要內(nèi)容?取CJ40交流接觸器作為樣品，對(duì)其進(jìn)行拆裝，了解 CJ40觸頭系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)、滅弧裝置等方面的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)。?根據(jù)交流接觸器的設(shè)計(jì)指標(biāo)，由經(jīng)驗(yàn)公式得到其各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，利用 ANSYS軟件進(jìn)行仿真。?設(shè)計(jì)完成觸頭系統(tǒng)：觸頭終壓力、觸頭初壓力、觸頭開(kāi)距、觸頭超程、觸頭材料、觸頭尺寸。4．設(shè)計(jì)完成電磁系統(tǒng)：磁極截面積、線圈匝數(shù)、線圈導(dǎo)線線徑、鐵心窗口面積、鐵心尺寸、反力特性。．在滅弧裝置設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，分別完成以下部件的設(shè)計(jì)：滅弧罩、滅弧線圈、引弧板。.對(duì)接觸器剩余的部件進(jìn)行設(shè)計(jì)：塑殼結(jié)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、短路環(huán)、接線柱等。.將各個(gè)模塊組合成品，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。三、課題研究的方法及措施本課題重點(diǎn)研究交流接觸器的觸頭系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。ANSYS仿真軟件1)o最后將仿真得到的結(jié)果ANSYS仿真軟件1)o最后將仿真得到的結(jié)果與預(yù)先給定的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。在給定設(shè)計(jì)指標(biāo)的前提下，利用相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式得到各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。然后通過(guò)完成由建立模型、網(wǎng)格劃分、施加載荷、查看結(jié)構(gòu)的四個(gè)步驟(見(jiàn)圖觸頭終壓力、觸頭初壓力、觸頭超行程、觸頭開(kāi)距是觸頭系統(tǒng)中最重要的技術(shù)參數(shù)，可以分別由以下經(jīng)驗(yàn)公式得到：觸頭終壓力Fkk 觸頭初壓力F。e0.6?ln 0.51.4In、主觸頭開(kāi)距 。觸頭的材料和觸頭尺寸可以根據(jù)其機(jī)械特性、耐磨性、電流分?jǐn)嗄芰Φ忍匦詠?lái)選擇。N N “、線圈導(dǎo)線線徑S一35_4 、2 2…-極截面積=°7KFf/Bm(m)、線圈匝數(shù)4.44SBmd'41/J、鐵心窗口面積Q4clN""。鐵心尺寸則有電磁系統(tǒng)磁極截面積來(lái)決定滅弧系統(tǒng)用來(lái)限制電弧和熄滅電弧，根據(jù)斯列賓理論，研究適用于交流接觸器的滅弧系統(tǒng)。由于絕緣材料滅弧罩其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，并且其適用于容量較小的交流接觸器，所以選擇其作為滅弧系統(tǒng)。設(shè)計(jì)交流接觸器的塑殼結(jié)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、短路環(huán)、接線柱，將各個(gè)模塊組合成品,

對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。以下是測(cè)試實(shí)驗(yàn)（對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。以下是測(cè)試實(shí)驗(yàn)（圖2）：測(cè)試實(shí)驗(yàn)溫升文臉翎仗臉壽命試瞼絕緣實(shí)臉噪聲實(shí)瞼分新能力實(shí)的機(jī)械程度實(shí)驗(yàn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)四、課題研究進(jìn)度計(jì)劃2010年10月1日-10月31日：撰寫文獻(xiàn)綜述。2010年11月1日-11月15日：撰寫英文翻譯。2010年11月16日-12月3日：完成開(kāi)題報(bào)告，進(jìn)行預(yù)答辯準(zhǔn)備。2010年12月1日-12月31日：完成觸點(diǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2011年1月1日-1月31日：完成電磁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2011年2月1日-2月30日：完成滅弧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2011年3月1日-3月31日：完成外塑結(jié)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、短路環(huán)、接線柱等機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。2011年4月1日-4月30日：對(duì)樣品進(jìn)行組合調(diào)試。2011年5月1日-5月15日：去工廠了解低壓電器生產(chǎn)工藝和測(cè)試技術(shù)。2011年2011年5月16日-5月31日：學(xué)習(xí)完成交流接觸設(shè)計(jì)文件、生產(chǎn)流程卡工藝和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。 5月1日-5月31日：撰寫畢業(yè)論文，完善與修改畢業(yè)論文。做好論文答辯的PPT料，準(zhǔn)備答辯，并提交所有電子文檔材料 。五、參考文獻(xiàn)［1］周茂祥?低壓電器設(shè)計(jì)手冊(cè)［乂］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992,10.［2］王海帆，葉德隆等.高低壓電器設(shè)計(jì)手冊(cè)卬］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989,6.2006，10.[3]王建華.電氣工程師手冊(cè)卬2006，10.[4]何利民，尹全英等.電工手冊(cè)[乂].北京：中國(guó)建設(shè)工業(yè)出版社， 2002,7.(5)常潤(rùn)?電工手冊(cè)[乂].北京：北京出版社，1997,4.(6)工廠常用電器設(shè)備手冊(cè)編寫組 .用電器工廠常設(shè)備手冊(cè)[乂].北京：中國(guó)電力出版社，1998,1.[7]工廠常用電器設(shè)備手冊(cè)編寫組 .工廠常用電器設(shè)備手冊(cè)卬].北京：水利水電出版社，1984,1.[8]蘇立.交流接觸器的滅弧系統(tǒng)設(shè)計(jì) J].大科技，2010(4)：432-434.[9]王忠利，琚愛(ài)云.交流接觸器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].工程技術(shù)，2008(28)：95.[10]左全璋.交流接觸器設(shè)計(jì)J].電氣開(kāi)關(guān)，2009(2)：21-25.[11]余定輝?交流接觸器新型滅弧系統(tǒng)的研制 J].機(jī)床電器，2008(1)：53-54.[12]李燕.淺析交流接觸器在智能控制方面的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [J].工業(yè)技術(shù)，2008(5)：80.[13]袁小琴，高平.淺談交流接觸器的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用及其發(fā)展 [J].電器制造，2008(1):34-