Покращення енергетичних характеристик дугогасильного пристрою постійного струму на номінальні струм 250А та напругу 220В

1. Східноукраїнський національний університет ім. В. Даля Факультет інженерії кафедра електричної інженерії

ВИПУСКНА КВАЛІФІКАЦІЙНА
РОБОТА БАКАЛАВРА
на тему:
«Покращення енергетичних характеристик
дугогасильного пристрою постійного струму
на номінальні струм 250А та напругу 220В»
Здобувач вищої освіти: Сивопляс С.О.
Науковий керівник: доц. Морнева М.О.
Київ 2025

2.

Метою даної випускної кваліфікаційної роботи бакалавра є
покращення гасіння дуги з найменшими втратами для апарату і
навантаження.
Завдання роботи:
огляд способів покращення характеристик дугогасильних
пристроїв комутаційних апаратів;
виконати розрахунок контактно-дугогасильного пристрою
контактора;
провести
синтез
конструкції
елементів
дугогасильного
пристрою для зниження енерговиділення у дузі відключення.
.
2

3. Контактор постійного струму КПВ-604

1 – головний кронштейн магнітопроводу;
2 – серцевина;
3 – втягуюча котушка;
4 – пластикова основа;
5 – котушка дугогасіння;
6 — дугогасний клаксон;
7, 11 – нерухомий і рухомий контакти;
8 – дугогасні щелепи;
9 – камера дугового гасіння;
10 – плоскі пружини;
12 – нерухомий контактний клаксон;
13 – якір;
14 – кронштейн
Контактор складається із наступних основних вузлів: головних контактів,
дугогасної системи, електромагнітної системи, допоміжних контактів.
3

4.

Технічні характеристики контактора
постійного струму КПВ-604
4

5.

Структурна схема передачі
електроенергії тепловоза 2ТЕ116
5

6.

Гасіння дуги постійного струму
Схема заміщення електричної дуги
у вигляді Rдуги
Мінімальні робочі струми та напруги
виникнення електричної дуги для срібних
контактів
Руйнування контактів реле
6

7. Способи дугогасіння в комутаційних пристроях

1)
2)
3)
4)
5)
6)
подовження дуги при швидкому розході контактів;
поділ довгої дуги на ряд коротких дуг;
гасіння арки у вузьких щілинах;
рух дуги в магнітному полі;
змінити схему комутації (застосувати гібридні чи безконтактні апарати);
оптимізувати процес відключення те щоб мінімізувати виділення енергії.
7

8.

Порядок проектування апарату
1 – розрахунок струмоведучого кола;
2 – розрахунок комутуючих контактів;
3 – розрахунок дугогасіння.
Висновки розрахунку:
а) Розміри дугогасної камери повинні бути такими, щоб при 2500 А дуга при її
критичній довжині lДКР = 10,05 см розмістилася всередині камери від опорної точки
дуги на верхньому дугогасильному розі, потім уздовж внутрішньої верхньої стінки
камери, потім поза камерою повітрям і нарешті, уздовж внутрішньої нижньої стінки
камери до опорної точки на нижньому дугогасительном розі.
Допускається вихід дуги з камери на деяку відстань, яка не повинна бути великою з
метою скорочення розмірів оболонок, в яких розміщується контактор.
б) час горіння дуги при критичному струмі дорівнює часу розтягування дуги до lДКР
та часу tПЛ гасіння полум'я.
8

9.

Результати моделювання процесу гасіння дуги в
контакторі, що розраховується з оптимальним процесом
відключення (а - крива зміни довжини дуги; б - крива
зміни ширини камери; в - крива швидкості дуги; г - криві
струму і напруги дуги )
Оптимальна форма електроду
Оптимальная форма электрода
60
50
Y, mm
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
X, mm
9

10.

ВИСНОВКИ
В проекті проведено огляд способів покращення характеристик дугогасильних
пристроїв комутаційних апаратів, які використовуються в електричних схемах тепловозу
2ТЕ116 з електропередачею на змінно-постійному струмі. Зроблено огляд шляхів
покращення експлуатаційних характеристик контактно-дугогасильних пристроїв та
обрані найбільш ефективні. Виконаний розрахунок контактно-дугогасильного пристрою
контактора. Проведено синтез конструкції елементів дугогасильного пристрою для
зниження енерговиділення у дузі відключення.
Впровадження розробленої оптимальної конструкції дугогасильного електрода
дозволить оптимізувати енерговиділення в дузі відключення, що призведе до збільшення
строку експлуатації дугогасильної камери.
S
,
.
10

11. Дякую за увагу!

11