Studiul contactelor electrice

Scopul lucrăriiDeoarece contactele electrice sunt cele mai solicitate componente din construcţia

aparatelor electrice de comutaţie, se studiază particularităţile constructive şi funcţionale ale diferitor tipuri de contacte electrice, precum şi modul în care diferiţi factori influenţează calitatea contactului.

Programul lucrării

Determinarea experimentală a rezistenţei de contact Rc în funcţie de natura materialului şi forma suprafeţei de contact

Pentru determinarea rezistenţei de contact Rc, la forţa de apăsare în contact F constantă şi curent I constant se utilizează montajul experimental prezentat mai jos:

Pentru un anumit tip de contact şi material se aleg piesele de contact şi se montează în dispozitivul de încercare. Forţa de apăsare în contact F, indicată de conducătorul lucrării se

1

reglează prin modificarea cu ajutorul trusei de curent şi tensiune TCT a intensităţii Ib a curentului care parcurge bobina electromagnetului EM, şi având în vedere relaţia de legătură:

unde constanta k se determină experimental prin măsurarea cu ajutorul unui dinamometru a forţei de apăsare F pentru o valoare cunoscută a curentului Ib=1 A.

Se reglează curentul I prin piesele de contact la o valoare de 10...30 A cu ajutorul autotransformatorului ATR8 şi a trusei de curent TC1200 (reglată pe domeniul 0...100 A).

Se calculează rezistenţele de contact pentru tipurile de contacte exixtente la lucrare cu relaţia:

Determinarea experimentală a rezistenţei de contact Rc, puterii disipate şi temperaturii contactului în funcţie de gradul de încărcare, la F=ct.

Se alege un tip de contact şi se fixează în dispozitivul de încercare, se reglează forţa de apăsare la o valoare indicată de conducătorul lucrării şi se alimentează circuitul contactelor cu un curent variabil având intensitatea I = 5...50 A.

Se notează valorile intensităţii I a curentului prin contact, respectiv căderea de tensiune Uc apoi se calculează rezistenţa de contact, puterea disipată în contact şi temperatura de funcţionare în funcţie de gradul de încărcare în curent.

Determinarea experimentală a caracteristicii Rc(F).

Curba de variaţie a rezistenţei de contact Rc, în funcţie de forţa de apăsare în contact, F se determină experimental cu ajutorul montajului prezentat mai sus.

După alegerea tipului de contact şi montarea în dispozitivul de încercare se stabileşte curentul I prin contact la valoarea de 25 A apoi se creşte forţa de apăsare Fc şi se măsoară căderea de tensiune pe contact Uc.

După stabilirea forţei maxime în contact se reiau determinările pentru valori descrescătoare ale forţei Fc.

Se calculează rezistenţa în contact şi se trasează curba Rc(F) pentru minim 10 determinări.

Determinarea experimentală a parametrilor caracteristici c,m pentru Rc.

Pentru una din curbele Rc(F) determinate la punctul anterior se aleg două puncte (fie pe ramura crescătoare fie pe cea descrescătoare) şi se determină constantele c, m care definesc rezistenţa de contact (s-au considerat contactele cu suprafaţă de contact nealterată şi s-a neglijat rezistenţa peliculară):

2

; c=Rc1∙Fm1

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

Material c∙10-4 m e∙10-4

Argint 0,842 0,6 2,25Cupru 0,935 2,48

Aluminiu 1,342 1,35Cu-W sintetizat 1,972 12,6Cupru cositorit 0,596 0,225Cupru argintat 0,918 2,25

Determinarea curenţilor limită pentru contacte

Pentru un contact plan ale cărui caracteristici au fost determinate anterior se calculează valoarea maximă admisibilă a curentului de defect şi valoarea curentului de vibraţii a contactorului.

Date experimentale:Trusa de curent TC (0...100 A) are constanta c=20

Determinarea constantei k:F=10 NI= 1 A

→ k=10

Forţa de apăsare în contact la care se vor realiza determinările este: F=20 N → → i=1,41 A

Ib=1,41 AI=20 A

Determinarea experimentală a rezistenţei de contact Rc în funcţie de natura materialului şi forma suprafeţei de contact

- pentru contacte din Cu plane:Uc=24 mV I = 20 A F= 20 N

3

Rc=1,2∙10-3 Ω

- pentru contacte din Cu sferice:Uc=28,5 mV I = 20 A F= 20 N

Rc=1,425∙10-3 Ω

- pentru contacte din Al plane:Uc=57,5 mV I = 20 A F= 20 N

Rc=2,875∙10-3 Ω

- pentru contacte din Al sferice:Uc=56 mV I = 20 A F= 20 N

Rc=2,8∙10-3 Ω

Determinarea experimentală a rezistenţei de contact Rc, puterii disipate şi temperaturii contactului în funcţie de gradul de încărcare, la F=ct.

F=20 N – ctIb=1,41 AI=5...50 A

- pentru contacte din Al sferice:

I [A] 5 10 20 30 40Uc [mV] 4,6 9,3 19 31 47Rc [Ω] 0,92∙10-3 0,93∙10-3 0,95∙10-3 1∙10-3 1,17∙10-3

Pc [W] 0,023 0,093 0,38 0,93 1,88

- pentru contacte din Cu sferice:

I [A] 5 10 20 30 40Uc [mV] 24 29 33 35 38Rc [Ω] 4,8∙10-3 2,9∙10-3 1,6∙10-3 1,2∙10-3 0,95∙10-3

Pc [W] 0,12 0,29 0,66 1,05 1,52

Determinarea experimentală a caracteristicii Rc(F).

- pentru contacte din Cu plane:

4

Crescător

Ic [A] 20 20 20 20 20 20 20 20Uc [mV] 42 35 27 18 17 17 16 15Rc [Ω]Ib[A] 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2

Descrescător

Ic [A] 20 20 20 20 20 20 20 20Uc [mV] 15 16 16 16 17 18 18 19Rc [Ω]Ib[A] 2 1,75 1,5 1,25 1 0,75 0,5 0,25

- pentru contacte din Al plane:

Crescător

Ic [A] 20 20 20 20 20 20 20 20Uc [mV]Rc [Ω]Ib[A] 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2

Descrescător

Ic [A] 20 20 20 20 20 20 20 20Uc [mV]Rc [Ω]Ib[A] 2 1,75 1,5 1,25 1 0,75 0,5 0,25

5