Studiul contactelor electrice

Studiul contactelor electrice

Scopul lucrarii

Deoarece contactele electrice sunt cele mai solicitate componente din constructia aparatelor electrice de comutatie, se studiaza particularitatile constructive si functionale ale diferitor tipuri de contacte electrice, precum si modul in care diferiti factori influenteaza calitatea contactului.

Programul lucrarii

Determinarea experimentala a rezistentei de contact R_c in functie de natura materialului si forma suprafetei de contact

Pentru determinarea rezistentei de contact R_c, la forta de apasare in contact F constanta si curent I constant se utilizeaza montajul experimental prezentat mai jos:

Pentru un anumit tip de contact si material se aleg piesele de contact si se monteaza in dispozitivul de incercare. Forta de apasare in contact F, indicata de conducatorul lucrarii se regleaza prin modificarea cu ajutorul trusei de curent si tensiune TCT a intensitatii I_b a curentului care parcurge bobina electromagnetului EM, si avand in vedere relatia de legatura:

unde constanta k se determina experimental prin masurarea cu ajutorul unui dinamometru a fortei de apasare F pentru o valoare cunoscuta a curentului I_b=1 A.

Se regleaza curentul I prin piesele de contact la o valoare de 1030 A cu ajutorul autotransformatorului ATR8 si a trusei de curent TC1200 (reglata pe domeniul 0100 A).

Se calculeaza rezistentele de contact pentru tipurile de contacte exixtente la lucrare cu relatia:

Determinarea experimentala a rezistentei de contact R_c, puterii disipate si temperaturii contactului in functie de gradul de incarcare, la F=ct.

Se alege un tip de contact si se fixeaza in dispozitivul de incercare, se regleaza forta de apasare la o valoare indicata de conducatorul lucrarii si se alimenteaza circuitul contactelor cu un curent variabil avand intensitatea I = 550 A.

Se noteaza valorile intensitatii I a curentului prin contact, respectiv caderea de tensiune U_c apoi se calculeaza rezistenta de contact, puterea disipata in contact si temperatura de functionare in functie de gradul de incarcare in curent.

Determinarea experimentala a caracteristicii R_c(F).

Curba de variatie a rezistentei de contact R_c, in functie de forta de apasare in contact, F se determina experimental cu ajutorul montajului prezentat mai sus.

Dupa alegerea tipului de contact si montarea in dispozitivul de incercare se stabileste curentul I prin contact la valoarea de 25 A apoi se creste forta de apasare F_c si se masoara caderea de tensiune pe contact U_c.

Dupa stabilirea fortei maxime in contact se reiau determinarile pentru valori descrescatoare ale fortei F_c.

Se calculeaza rezistenta in contact si se traseaza curba R_c(F) pentru minim 10 determinari.

unde: L=2,4x10^-8 [V/^oK]

Determinarea experimentala a parametrilor caracteristici c,m pentru R_c.

Pentru una din curbele R_c(F) determinate la punctul anterior se aleg doua puncte (fie pe ramura crescatoare fie pe cea descrescatoare) si se determina constantele c, m care definesc rezistenta de contact (s-au considerat contactele cu suprafata de contact nealterata si s-a neglijat rezistenta peliculara):

; c=R_c1∙F^m₁

Valorile determinate experimental se vor compara cu valorile constantelor din tabelul de mai jos:

Determinarea curentilor limita pentru contacte

Pentru un contact plan ale carui caracteristici au fost determinate anterior se calculeaza valoarea maxima admisibila a curentului de defect si valoarea curentului de vibratii a contactorului.

Date experimentale:

Trusa de curent TC (0100 A) are constanta c=20

Determinarea constantei k:

F=10 N

I= 1 A

→ k=10

Forta de apasare in contact la care se vor realiza determinarile este: F=20 N

→ → i=1,41 A

I_b=1,41 A

I=20 A

Determinarea experimentala a rezistentei de contact R_c in functie de natura materialului si forma suprafetei de contact

pentru contacte din Cu plane:

U_c=24 mV I = 20 A F= 20 N

R_c=1,2∙10^-3 Ω

pentru contacte din Cu sferice:

U_c=28,5 mV I = 20 A F= 20 N

R_c=1,425∙10^-3 Ω

pentru contacte din Al plane:

U_c=57,5 mV I = 20 A F= 20 N

R_c=2,875∙10^-3 Ω

pentru contacte din Al sferice:

U_c=56 mV I = 20 A F= 20 N

R_c=2,8∙10^-3 Ω

Determinarea experimentala a rezistentei de contact R_c, puterii disipate si temperaturii contactului in functie de gradul de incarcare, la F=ct.

F=20 N - ct

I_b=1,41 A

I=550 A

pentru contacte din Al sferice:

pentru contacte din Cu sferice:

Determinarea experimentala a caracteristicii R_c(F).

pentru contacte din Cu plane:

Crescator

Descrescator

pentru contacte din Al plane:

Crescator

Descrescator

Observatii si concluzii:

se observa ca rezistentele de contact sunt mai mari pentru contactele semisferice decat pentru contactele plane;

se observa ca prin cresterea fortei de apasare in contact rezistenta acestuia scade, in timp ce scaderea forsei duce la cresterea rezistentei, dar nu la valorile initiale deoarece prin incalzire contactul devine mai ferm;

rezistenta contactelor din aluminiu este mai mare decat cea a contactelor din cupru la aceiasi forta de apasare;

rezistenta contactelor semisferice este mai mare decat a contactelor plane la aceiasi forta de apasare;