08-3-29 直流电磁铁设计指导书 电子版

低压电器课程设计

——直流接触器电磁铁设计

设计说明书

编著

2014年 12月 8日

第一部分 手工计算

一、计算反力特性 （一）、计算工作气隙值：

1、衔铁打开（即主触头打开，称a点）位置的工作气隙?a: ?a = （?1+?1）?Kg 1

2、动断辅助（桥式）触头断开（称

b点）时的工作气隙?b：

?b = ?a－?2 ? Kg 2

3、主触头刚接触（闭合，称

c点）时的工作气隙值?c：

?c = ?1 ? Kg 1

4、动合辅助触头刚接触（闭合，称

d点）时的工作气隙?d：

?d = ?2 ? Kg 2

5、衔铁完全闭合位置（称

e点）时的工作气隙?e：

取?e = 0.1mm；其中镀锌层厚度 ?镀层 = 2?12?10-6m = 24?10-6m； （二）、计算各位置反力，并作反力特性曲线（如图1.1所示）：

图 1.1 反力特性曲线

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1. 释放弹簧折算反力Ffl的特性曲线

Ffl实质是将释放弹簧初始反力Fs0折算到铁芯中心线后的释放弹簧反力，其特性曲线是一条直线，从a点到e点。

Fso1 ?= ?a : Ff1a = ○Kg32 ?= ?e : Ff1e = [ Fso + ○

Cs?(?a??e)1 ] ?

Kg3Kg33 Ff1b、Ff1e、Ff1d 的反力则由Ff1a和Ff1e的连线，按比例（或相似三角形）○求出；

2. 主触头刚接触（闭合）时的折算反力Ff 2特性曲线

Ff 2实质是将所有主触头的弹簧初始反力F2O和F2Z折算到铁芯中心线后的弹簧反力，其特性曲线是一条直线，从o点到c点 。

n1?F101 ?= ?c : Ff 2C = ○Kg1n1?F1Z2 ?= ?e : Ff 2e = ○Kg13 Ff 2d的反力由 Ff 2c 和 Ff 2e 的连线按比例（或相似三角形）求出； ○

3、动合辅助触头折算反力Ff 3 特性曲线

Ff 3 实质是将所有动合辅助触头的弹簧初始反力 F2O和F2Z 折算到铁芯中心线后的弹簧反力，其特性曲线是一条直线，从d点到e点。

n2?F20 ○1 ?= ?d : Ff 3d =

Kg2

n2?F2Z ○2 ?= ?e : F f 3e =

Kg2 4、动断辅助触头折算反力 Ff 4 反力特性曲线

3

Ff 4实质是将所有动断辅助触头的弹簧初始反力F20和F2Z折算到铁芯中心线后的弹簧反力，它不是“正”反力，而是“负”反力，其特性曲线是一条直线，从a点到b点。

n3?F2Z1 ?= ?a : Ff 1a = ? ○Kg2n3?F2O ○2 ?= ?b : Ff 4b = ?

Kg2 5、将Ff 1 = f (?)、Ff 2 = f (?)、Ff 3 = f (?)、Ff 4 = f (?) 代数相加，绘出反力特性曲线Ff = f (?) （如图二所示）

图 1.2 总反力特性曲线

Ff a ：主触头断开时的反力合力； Ff e ：衔铁闭合后的反力合力； Ff b ：动断辅助触头断开后的反力合力； F’f b：动断辅助触头断开前的反力合力； Ff c ：主触头接触后的反力合力； F’f c：主触头接触前的反力合力； Ff d ：动合辅助触头接触后的反力合力； F’f d ：动合辅助触头接触前的反力合力；

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（三）、确定设计点、并计算设计点吸力F0：

1、将拟定功（ Ff a ??a ）、（ Ff b ??b ）、（ Ff c ??c ）、（ Ff d ??d ）、（ Ff e ??e ）求出，其中乘积最大者的点即为设计点，此点的气隙值即为设计点的气隙值；

2、F0 = K0 ? Ff 0 ( 式中 K0 ：安全系数；查《电器原理与产品》，按“接触器”选择 )；

3、在本纸（说明书）大小的坐标纸上，画出吸力－反力特性曲线。

（四）、选择电磁铁的结构形式 1、计算结构因数 K j ：

K j =

?0

F0注意：F0的单位是N；?0的单位是cm； 2、查《低压电器》，确定电磁铁的结构形式。

（五）、初步设计：

1、求r c 、r p和h p ：电磁铁的极靴结构示意图如图1.3所示。

○1 r c =

8?F0?10－7p?B?

○2 r p = p ? r c

r prc?12? ○3 hp ???1?()? ，其中极靴系数p = ，同时hp?3mm；

r c2?p?

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