Резистори за стартиране и управление на реостати

В зависимост от предназначението, резисторите се разделят на следните групи:

• пускови резистори да се ограничи токът в момента на свързване на неподвижен двигател към мрежата и да се поддържа токът на определено ниво по време на ускорението му;
• спирачни резистори за ограничаване на тока на двигателя при спиране;
• регулиращи резистори за регулиране на ток или напрежение в електрическа верига;
• допълнителни резисторисвързани последователно във веригата електрически уреди с цел намаляване на напрежението върху него;
• разрядни резисторисвързани паралелно с намотките на електромагнити или други индуктивности, за да се ограничат пренапреженията при изключване или да се забави освобождаването на релета и контактори, такива резистори се използват и за разреждане на капацитивни устройства за съхранение;
• баластни резисторипоследователно свързан към веригата, за да абсорбира част от енергията или успоредно на източника, за да го предпази от пренапрежение, когато товарът е изключен;
• натоварващи резистори за създаване на изкуствен товар от генератори и други източници; те се използват за тестване на електрически апарати;
• отоплителни резистори за нагряване на околната среда или апарат при ниски температури;
• заземяващи резисторисвързан между земята и нулевата точка на генератора или трансформатора, за да се ограничат токовете на късо съединение към земята и евентуални пренапрежения по време на заземяване;
• настройка на резистори за задаване на определена стойност на ток или напрежение в приемниците на енергия.

Резисторите за стартиране, спиране, разреждане и заземяване са предназначени предимно за краткотрайна работа и трябва да имат възможно най-дълго време за нагряване.

Няма специални изисквания за стабилността на тези резистори. Всички други резистори работят предимно в непрекъсната работа и изискват необходимата охлаждаща повърхност. Съпротивлението на тези резистори трябва да бъде стабилно в определените граници.

В зависимост от материала на проводника се разграничават метални, течни, въглеродни и керамични резистори. V промишлено електрическо задвижване най -разпространен метални резистори. Керамични резистори (с нелинейно съпротивление) се използват широко в ограничители за високо напрежение.

Изходен материал на резистора

За да се намалят общите размери на стартовите резистори, специфичното съпротивление на материала, използван за неговото производство, трябва да бъде възможно най -високо. Допустимо работна температура на материала тя също трябва да бъде възможно най -голяма, за да се намали теглото на материала и необходимата охлаждаща повърхност.

За да може съпротивлението на резистора да зависи възможно най -малко от температурата, температурен коефициент на съпротивление (TCS) резисторът трябва да бъде възможно най -малък. Материалът на резисторите, предназначен за работа във въздуха, не трябва да корозира или трябва да образува противоположно защитно фолио.

Стомана има малко електрическо съпротивление… Във въздуха стоманата се окислява интензивно и затова се използва само в реостати, пълни с трансформаторно масло.В този случай работната температура на стоманата се определя от нагряването на трансформаторното масло и не надвишава 115 ° C.

Поради високата стойност на TCR, стоманата не е приложима за резистори със стабилно съпротивление. Единственото предимство на стоманата е нейната евтиност.

Електрически чугун има значително по -високо електрическо съпротивление и значителен TCR от стоманата. Работната температура на чугуна достига 400 ° C… Чугунените резистори обикновено имат зигзагообразна форма. Поради крехкостта на чугуна, необходимата механична якост на стартовите резисторни елементи се постига чрез увеличаване на тяхното напречно сечение. Следователно чугунените резистори са подходящи за работа при високи токове и мощности.

Поради недостатъчна устойчивост на механични влияния (вибрации, удари), чугунените резистори се използват само в стационарни инсталации.

Специфично електрическо съпротивление листова електрическа стомана поради добавянето на силиций, той е почти три пъти по -висок от този на обикновената стомана. Стоманени резистори имат зигзагообразна форма и се получават от ламарина чрез щамповане. Поради големия TCR, стоманената ламарина се използва само за стартиране на резистори, обикновено монтирани в трансформаторно масло.

За резистори с повишена устойчивост на съпротивление може да се използва константан, който не корозира във въздуха и има максимална работна температура от 500 ° C. Високото съпротивление прави възможно създаването на базата на константана малки резистори. Константан се използва широко под формата на тел и лента.

За производството на отоплителни резистори се използват главно нихром, които имат високо електрическо съпротивление и работна температура.

За резистори с висока устойчивост на устойчивост, манганин с работна температура не повече от 60 gr. С.

Как работят стартовите резистори

Тел или лента спирални резистори са направени чрез навиване върху цилиндричен дорник «завой за завой». Необходимата междина между завоите се установява чрез опъване на спиралата и прикрепването й към опорните изолатори под формата на порцеланови ролки.

Недостатъкът на този дизайн е ниската твърдост, поради което е възможен контактът на съседни завои, което изисква намаляване на работната температура на материала (100 ° C за константан намотка). Тъй като топлинният капацитет на такъв резистор се определя само от масата на резистивния материал, времето за нагряване на такива резистори е малко.

Препоръчително е да използвате резистори под формата на спирала за продължителна работа, тъй като топлината се разсейва от цялата повърхност на проводника или лентата.

За да се увеличи твърдостта на спиралата, телта може да се навие върху рамка, подобна на керамична тръба със спирален жлеб на повърхността, предотвратяващ затварянето на завоите между тях себе си. Този дизайн ви позволява да увеличите работната температура на резистора от константан до 500 ° C. Дори при краткотраен режим на работа рамката повече от удвоява постоянството на нагряване поради голямата си маса.

При d <0,3 мм жлебовете по повърхността на рамката не се правят и изолацията между завоите се създава поради мащаба (оксиден филм), образуван при нагряване на проводника. За да се предпази от механични повреди, жицата е покрита с топлоустойчив стъклен емайл. Такива тръбни резистори са широко използвани за управление на двигатели с ниска мощност, като разряд, допълнителни съпротивления в схемите за автоматизация и др. Максималната мощност, при която температурата им не надвишава максимално допустимата, е 150 W, а постоянната на нагряване е 200 — 300 стр. Поради технологичната сложност на производството на големи рамки, тези резистори не се използват при високи мощности.

За стартиране на двигатели до 10 kW т.нар тел или лента полета, понякога наричани контурни резистори. Изолатори от порцелан или сапунен камък са монтирани върху стоманена плоча. Константановият проводник се навива в канали по повърхността на изолаторите. За резистори за високи токове се използва лента.

Коефициентът на топлопреминаване по отношение на повърхността на проводника е само 10-14 W / (m2- ° C). Следователно условията на охлаждане за такъв резистор са по -лоши, отколкото при свободна спирала. Поради ниската маса на изолаторите и слабия термичен контакт на проводника с металната плоча, константата на нагряване на рамковия резистор е приблизително същата като в отсъствието на рамката. Максимално допустимата температура е 300 ° C.

Разсейването на мощността достига 350 вата. Обикновено няколко резистора от този тип се сглобяват в един блок.

За двигатели с мощност от три до няколко хиляди киловата се използват високотемпературни резистори на базата на топлоустойчиви сплави 0X23Yu5. За да се намалят габаритните размери и да се получи необходимата твърдост топлоустойчивата лента се навива около реброто и се поставя в жлебовете, които фиксират позицията на отделните завои. В един блок са монтирани пет резистора мощност 450 W всяка, която при високи токове може да бъде свързана паралелно.

Топлоустойчиви резистори имат нисък TCR и висока механична твърдост, поради което се използват широко в устройства, изложени на силно механично натоварване. Тези резистори имат висока термична стабилност. Допуска се краткотрайно нагряване до 850 ° С при дългосрочно допустима температура 300 ° C.

Чугунени резистори се използват широко за двигатели с мощност от три до няколко хиляди киловата.

При максимална работна температура на чугун от 400 ° C, номиналната мощност на резисторите се взема въз основа на температура от 300 ° C. Съпротивлението на чугунените резистори до голяма степен зависи от температурата, така че те се използват само като изходни.

Комплект чугунени резистори се сглобяват в стандартни кутии с помощта на стоманени пръти, изолирани от чугун с миканит. Ако е необходимо да се направят кранове за резистор, те се правят с помощта на специални скоби, които се монтират между съседни резистори, свързани последователно.

Общата мощност на резисторите, инсталирани в една кутия, не трябва да надвишава 4,5 kW. По време на монтажа се монтират резисторните кутии един върху друг. В този случай нагрятият въздух в долните кутии измива горните, като влошава охлаждането на последните.

За критични електрически задвижвания е препоръчително да сглобите реостата от стандартни кутии (без кранове вътре в кутията). Ако резисторът в кутията е повреден, веригата бързо се възстановява чрез подмяна на дефектната кутия с нова.

Тъй като температурата на въздуха в близост до резистора е висока, проводниците и шините трябва или да са достатъчно топлоустойчиви, или изобщо да не са изолирани.

Избор на резистори

Съпротивлението на стартовия резистор е избрано така, че пусковият ток бяха ограничени и не бяха опасни за двигателя (трансформатора) и електрическата мрежа. От друга страна, стойността на това съпротивление трябва да осигури стартирането на двигателя за необходимото време.

След изчисляване на съпротивлението се извършва изчислението и изборът на отоплителния резистор. Температурата на резистора във всеки режим не трябва да надвишава допустимата за този дизайн.