Rezistory na spúšťanie a ovládanie reostatov

V závislosti od účelu sú rezistory rozdelené do nasledujúcich skupín:

• štartovacie odpory na obmedzenie prúdu v okamihu pripojenia stacionárneho motora k sieti a na udržanie prúdu na určitej úrovni počas jeho zrýchlenia;
• brzdové odpory na obmedzenie prúdu motora pri brzdení;
• Regulačné odpory na reguláciu prúdu alebo napätia v elektrickom obvode;
• prídavné odpory zapojené do série v obvode elektrické spotrebiče s cieľom znížiť stres na ňu;
• vybíjacie odpory zapojené paralelne s vinutiami elektromagnetov alebo iných indukčností na obmedzenie vypínacích prepätí alebo oneskorenie uvoľnenia relé a stykačov, takéto odpory sa tiež používajú na vybíjanie kapacitných pamäťových zariadení;
• predradné odpory zapojené do obvodu sériovo na absorbovanie časti energie alebo paralelne so zdrojom na ochranu pred prepätím pri vypnutí záťaže;
• zaťažovacie odpory na vytvorenie umelého zaťaženia z generátorov a iných zdrojov; používajú sa na testovanie elektrických zariadení;
• Vyhrievacie odpory na ohrievanie prostredia alebo zariadení pri nízkych teplotách;
• uzemňovacie odpory zapojené medzi zem a neutrálny bod generátora alebo transformátora na obmedzenie skratových prúdov na zem a možné prepätia počas uzemnenia;
• nastavovacie odpory na nastavenie určitej hodnoty prúdu alebo napätia v energetických prijímačoch.

Štartovacie, zastavovacie, vybíjacie a uzemňovacie odpory sú určené predovšetkým na krátkodobú prevádzku a mali by mať čo najdlhšiu dobu zahrievania.

Neexistujú žiadne špeciálne požiadavky na stabilitu týchto odporov. Všetky ostatné odpory pracujú primárne v nepretržitej prevádzke a vyžadujú si potrebnú chladiacu plochu. Odpor týchto odporov musí byť stabilný v rámci špecifikovaných limitov.

V závislosti od materiálu drôtu sa rozlišujú kovové, kvapalné, uhlíkové a keramické odpory. V priemyselný elektrický pohon najbežnejšie kovové odpory. Keramické odpory (s nelineárnym odporom) sú široko používané vo vysokonapäťových zvodičoch.

Zdrojový materiál rezistora

Aby sa zmenšili celkové rozmery štartovacích odporov, špecifický odpor materiálu použitého na jeho výrobu by mal byť čo najvyšší. Prípustná prevádzková teplota materiálu, mala by byť tiež čo najväčšia, aby sa znížila hmotnosť materiálu a požadovaná chladiaca plocha.

Aby odpor rezistora čo najmenej závisel od teploty, teplotný koeficient odporu (TCS) odpor by mal byť čo najmenší. Materiál odporu určený na prevádzku na vzduchu nesmie korodovať alebo musí vytvárať protiľahlý ochranný film.

Ocele je málo elektrický odpor… Na vzduchu oceľ intenzívne oxiduje a preto sa používa iba v reostatoch naplnených transformátorovým olejom.V tomto prípade je pracovná teplota ocele určená ohrevom transformátorového oleja a nepresahuje 115°C.

Kvôli vysokej hodnote TCR nie je oceľ použiteľná pre stabilné odporové odpory. Jedinou výhodou ocele je jej lacnosť.

Elektrická liatina má výrazne vyšší elektrický odpor a významné TCR ako oceľ. Pracovná teplota liatiny dosahuje 400 ° C... Liatinové odpory majú zvyčajne cik-cak tvar. V dôsledku krehkosti liatiny sa požadovaná mechanická pevnosť rozbehových odporových prvkov dosiahne zväčšením ich prierezu. Preto sú liatinové odpory vhodné na prevádzku pri vysokých prúdoch a výkonoch.

Z dôvodu nedostatočnej odolnosti voči mechanickým vplyvom (vibrácie, otrasy) sa liatinové odpory používajú iba v stacionárnych inštaláciách.

Špecifický elektrický odpor plechu pre elektrooceľ v dôsledku pridania kremíka je takmer trikrát vyšší ako u bežnej ocele. Oceľové odpory majú cikcakový tvar a získavajú sa z plechu lisovaním. Kvôli veľkému TCR sa oceľový plech používa iba na spúšťacie odpory, zvyčajne namontované v transformátorový olej.

Pre rezistory so zvýšeným odporom je možné použiť konštantán, ktorý na vzduchu nekoroduje a má maximálnu prevádzkovú teplotu 500 °C. Vysoký odpor umožňuje vytvárať malé odpory na báze konštantánu. Constantan je široko používaný vo forme drôtu a pásky.

Na výrobu vykurovacích odporov sa používa najmä nichróm, ktorý má vysoký elektrický odpor a prevádzkovú teplotu.

Pre rezistory s vysokým odporovým odporom, manganín s prevádzkovou teplotou nie vyššou ako 60 gr. S.

Ako fungujú štartovacie odpory

Drôtené alebo páskové špirálové odpory sa vyrábajú navíjaním na valcový tŕň „otoč za otočenie“. Požadovaná medzera medzi závitmi sa vytvorí natiahnutím špirály a jej pripevnením k nosným izolátorom vo forme porcelánových valčekov.

Nevýhodou tejto konštrukcie je nízka tuhosť, vďaka ktorej je možný kontakt susedných závitov, čo si vyžaduje zníženie prevádzkovej teploty materiálu (100 ° C pre konštantánovú cievku). Pretože tepelná kapacita takéhoto odporu je určená iba hmotnosťou odporového materiálu, doba ohrevu takýchto odporov je malá.

Na dlhodobú prevádzku sa odporúča použiť odpory vo forme špirály, pretože teplo sa odvádza z celého povrchu drôtu alebo pásu.

Pre zvýšenie tuhosti špirály môže byť drôt navinutý na keramický rúrkovitý rám so špirálovou drážkou na povrchu, čím sa zabráni uzavretiu závitov do seba. Táto konštrukcia umožňuje zvýšiť prevádzkovú teplotu odporu z konštantánu na 500 ° C.Aj pri krátkodobej prevádzke rám vďaka svojej veľkej hmotnosti viac ako zdvojnásobuje vykurovaciu konštantu.

Pri d <0,3 mm nie sú drážky na povrchu rámu vytvorené a izolácia medzi závitmi je vytvorená v dôsledku vodného kameňa (oxidového filmu) vytvoreného pri zahrievaní drôtu. Na ochranu pred mechanickým poškodením je drôt pokrytý tepelne odolným skleneným smaltom. Takéto rúrkové rezistory sa široko používajú na riadenie motorov s nízkym výkonom, ako sú výboje, dodatočné odpory v automatizačných obvodoch atď. Maximálny výkon, pri ktorom ich teplota neprekročí maximálnu povolenú hodnotu, je 150 W a vykurovacia konštanta je 200 — 300 p. Vzhľadom na technologickú náročnosť výroby veľkých rámov sa tieto odpory nepoužívajú pri vysokých výkonoch.

Pre štartovanie motorov do 10 kW tzv. drôtové alebo páskové polia, niekedy nazývané aj slučkové odpory. Porcelánové alebo mastkové izolátory sú namontované na oceľovej doske. Konštantánový drôt je navinutý v drážkach na povrchu izolátorov. Pre vysokoprúdové odpory sa používa páska.

Koeficient prestupu tepla vo vzťahu k povrchu vodiča je len 10-14 W / (m2- °C). Preto sú podmienky chladenia pre takýto odpor horšie ako pre voľnú špirálu. V dôsledku nízkej hmotnosti izolátorov a slabého tepelného kontaktu vodiča s kovovou doskou je vykurovacia konštanta rámového odporu približne rovnaká ako pri absencii rámu. Maximálna povolená teplota je 300 °C.

Stratový výkon dosahuje 350 wattov. Zvyčajne je niekoľko rezistorov tohto typu zostavených v jednom bloku.

Pre motory s výkonom od troch do niekoľkých tisíc kilowattov sa používajú vysokoteplotné odpory na báze žiaruvzdorných zliatin 0X23Yu5. Pre zmenšenie celkových rozmerov a získanie potrebnej tuhosti je žiaruvzdorná páska navinutá okolo rebra a umiestnená do drážok, ktoré fixujú polohu jednotlivých ohybov. V jednom bloku je inštalovaných päť 450 W rezistorov, ktoré je možné zapájať paralelne pri vysokých prúdoch.

Tepelné odpory majú nízku TCR a vysokú mechanickú tuhosť, preto sú široko používané v zariadeniach vystavených vysokému mechanickému namáhaniu. Tieto odpory majú vysokú tepelnú stabilitu. Krátkodobý ohrev do 850 °C je povolený s dlhodobo prípustnou teplotou 300 °C.

Liatinové odpory sú široko používané pre motory s výkonom od troch do niekoľkých tisíc kilowattov.

Pri maximálnej prevádzkovej teplote liatiny 400°C sa menovitý výkon rezistorov odoberá na základe teploty 300°C. Odolnosť liatinových odporov je do značnej miery závislá od teploty, preto sa používajú len ako výstupy.

Sada liatinových odporov je zostavená v štandardných krabiciach pomocou oceľových tyčí izolovaných z liatiny s mikanitom. Ak je potrebné urobiť odbočky pre odpor, vyrábajú sa pomocou špeciálnych svoriek, ktoré sa inštalujú medzi susedné odpory zapojené do série.

Celkový výkon odporov inštalovaných v jednej skrinke by nemal presiahnuť 4,5 kW. Pri inštalácii sú odporové boxy namontované na seba. V tomto prípade ohriaty vzduch v dolných boxoch umýva horné, čím sa zhoršuje ich chladenie.

Pre kritické elektrické pohony sa odporúča zostaviť reostat zo štandardných krabíc (bez kohútikov vo vnútri krabice). Ak je odpor v skrinke poškodený, obvod sa rýchlo obnoví výmenou chybnej skrinky za novú.

Pretože teplota vzduchu v blízkosti rezistora je vysoká, vodiče a prípojnice musia byť buď dostatočne tepelne odolné, alebo nemusia byť vôbec izolované.

Výber rezistorov

Odpor štartovacieho odporu bol zvolený tak, aby rozbehový prúd bol obmedzený a nebol nebezpečný pre motor (transformátor) a elektrickú sieť. Na druhej strane hodnota tohto odporu by mala zabezpečiť nábeh motora na požadovaný čas.

Po výpočte odporu sa vykoná výpočet a výber vykurovacieho odporu. Teplota odporu v žiadnom režime by nemala prekročiť prípustnú hodnotu pre tento dizajn.