Rezistoare pentru pornirea și controlul reostatelor

În funcție de scop, rezistențele sunt împărțite în următoarele grupuri:

• rezistențe de pornire pentru a limita curentul în momentul conectării unui motor staționar la rețea și pentru a menține curentul la un anumit nivel în timpul accelerației sale;
• rezistențe de frânare pentru limitarea curentului motorului la frânare;
• Rezistoare de reglare pentru reglarea curentului sau tensiunii într-un circuit electric;
• rezistențe suplimentare conectate în serie în circuit electrocasnice pentru a reduce stresul asupra acestuia;
• rezistențe de descărcare conectate în paralel cu înfășurările electromagneților sau alte inductanțe pentru a limita supratensiunile de declanșare sau a întârzia eliberarea releelor ​​și contactoarelor, astfel de rezistențe sunt utilizate și pentru a descărca dispozitivele capacitive de stocare;
• rezistențe de balast conectate în serie la circuit pentru a absorbi o parte din energie sau paralel cu sursa pentru a o proteja de supratensiune atunci când sarcina este oprită;
• rezistențe de sarcină pentru a crea o sarcină artificială din generatoare și alte surse; sunt folosite pentru testarea aparatelor electrice;
• rezistențe de încălzire pentru încălzirea mediului sau a aparatelor la temperaturi scăzute;
• rezistențe de împământare conectate între masă și punctul neutru al generatorului sau transformatorului pentru a limita curenții de scurtcircuit la masă și posibilele supratensiuni în timpul împământării;
• setarea rezistențelor pentru a seta o anumită valoare a curentului sau tensiunii în receptoarele de energie.

Rezistoarele de pornire, oprire, descărcare și masă sunt proiectate în primul rând pentru funcționare pe termen scurt și ar trebui să aibă un timp de încălzire cât mai lung posibil.

Nu există cerințe speciale pentru stabilitatea acestor rezistențe. Toate celelalte rezistențe funcționează în principal în funcționare continuă și necesită suprafața de răcire necesară. Rezistența acestor rezistențe trebuie să fie stabilă în limitele specificate.

În funcție de materialul firului, se disting rezistențele metalice, lichide, carbon și ceramice. V acționare electrică industrială cele mai comune rezistențe metalice. Rezistoarele ceramice (cu rezistență neliniară) sunt utilizate pe scară largă în descărcătoarele de înaltă tensiune.

Material sursă pentru rezistență

Pentru a reduce dimensiunile generale ale rezistențelor de pornire, rezistența specifică a materialului utilizat pentru fabricarea acestuia ar trebui să fie cât mai mare posibil. Temperatura de funcționare admisă a materialului, ar trebui să fie, de asemenea, cât mai mare posibil pentru a reduce greutatea materialului și suprafața de răcire necesară.

Pentru ca rezistența rezistorului să depindă cât mai puțin posibil de temperatură, coeficient de rezistență la temperatură Rezistorul (TCS) ar trebui să fie cât mai mic posibil. Materialul de rezistență destinat funcționării în aer nu trebuie să se corodeze sau trebuie să formeze o peliculă de protecție opusă.

Există puțin oțel rezistență electrică... În aer, oțelul se oxidează intens și, prin urmare, este utilizat numai în reostate umplute cu ulei de transformator.În acest caz, temperatura de lucru a oțelului este determinată de încălzirea uleiului de transformator și nu depășește 115 ° C.

Datorită valorii TCR ridicate, oțelul nu este aplicabil pentru rezistențele stabile. Singurul avantaj al oțelului este ieftinitatea acestuia.

Fonta electrică are o rezistivitate electrică semnificativ mai mare și un TCR semnificativ decât oțelul. Temperatura de lucru a fontei ajunge la 400 ° C... Rezistoarele din fontă au de obicei o formă în zig-zag. Datorită fragilității fontei, rezistența mecanică necesară a elementelor rezistenței de pornire se realizează prin creșterea secțiunii lor transversale. Prin urmare, rezistențele din fontă sunt potrivite pentru funcționarea la curenți și puteri mari.

Din cauza rezistenței insuficiente la influențele mecanice (vibrații, șocuri), rezistențele din fontă se folosesc numai în instalații staționare.

Tablă de rezistență electrică specifică din oțel electric datorită adaosului de siliciu, este de aproape trei ori mai mare decât cea a oțelului obișnuit. Rezistoarele din oțel au formă în zig-zag și sunt obținute din tablă prin ștanțare. Datorită TCR-ului mare, tabla de oțel este folosită doar pentru rezistențele de pornire, de obicei montate în interior ulei de transformator.

Pentru rezistențele cu rezistență crescută, se poate folosi constantan, care nu se corodează în aer și are o temperatură maximă de funcționare de 500 ° C. Rezistența ridicată face posibilă crearea unor rezistențe mici pe bază de constantan. Constantanul este utilizat pe scară largă sub formă de sârmă și bandă.

Pentru producția de rezistențe de încălzire, se folosește în principal nicrom, care are o rezistență electrică și o temperatură de funcționare ridicate.

Pentru rezistențele cu rezistență ridicată, manganina cu o temperatură de funcționare de cel mult 60 gr. S.

Cum funcționează rezistențele de pornire

Rezistoarele spiralate de sârmă sau bandă sunt realizate prin înfășurare pe un dorn cilindric „turn cu tură”. Spațiul necesar între spire se stabilește prin întinderea spiralei și atașarea acesteia de izolatoarele de susținere sub formă de role de porțelan.

Dezavantajul acestui design este rigiditatea scăzută, datorită căreia este posibil contactul spirelor adiacente, ceea ce necesită o reducere a temperaturii de funcționare a materialului (100 ° C pentru o bobină constantan). Deoarece capacitatea termică a unui astfel de rezistor este determinată numai de masa materialului rezistiv, timpul de încălzire a unor astfel de rezistențe este mic.

Se recomandă utilizarea rezistențelor sub formă de spirală pentru funcționare pe termen lung, deoarece căldura este disipată de pe întreaga suprafață a firului sau benzii.

Pentru a crește rigiditatea spiralei, firul poate fi înfășurat pe un cadru asemănător unui tub ceramic cu o canelură spirală pe suprafață, împiedicând închiderea spirelor în sine. Acest design vă permite să creșteți temperatura de funcționare a rezistorului de la constantan la 500 ° C.Chiar și în funcționarea pe termen scurt, cadrul dublează constanta de încălzire datorită masei sale mari.

La d <0,3 mm nu se realizează canelurile de pe suprafața cadrului, iar izolația dintre spire este creată datorită scării (film de oxid) formată la încălzirea firului. Pentru a proteja împotriva deteriorării mecanice, firul este acoperit cu email de sticlă rezistent la căldură. Astfel de rezistențe tubulare sunt utilizate pe scară largă pentru controlul motoarelor de putere redusă, cum ar fi descărcarea, rezistențele suplimentare în circuitele de automatizare etc. Puterea maximă la care temperatura lor nu depășește maximul admis este de 150 W, iar constanta de încălzire este de 200 — 300 p. Datorită complexității tehnologice a producției de cadre mari, aceste rezistențe nu sunt utilizate la puteri mari.

Pentru pornirea motoarelor de până la 10 kW așa-numitele câmpuri de sârmă sau bandă, uneori numite rezistențe de buclă. Izolatoarele din porțelan sau piatră de săpat sunt montate pe o placă de oțel. Firul constantan este înfășurat în caneluri pe suprafața izolatoarelor. Pentru rezistențele de curent ridicat, se folosește bandă.

Coeficientul de transfer de căldură în raport cu suprafața conductorului este de numai 10-14 W / (m2- ° C). Prin urmare, condițiile de răcire pentru un astfel de rezistor sunt mai proaste decât pentru o spirală liberă. Datorită masei reduse a izolatorilor și contactului termic slab al conductorului cu placa metalică, constanta de încălzire a rezistenței cadrului este aproximativ aceeași ca și în absența cadrului. Temperatura maximă admisă este de 300 °C.

Puterea disipată ajunge la 350 de wați. De obicei, mai multe rezistențe de acest tip sunt asamblate într-un singur bloc.

Pentru motoarele cu o putere de la trei până la câteva mii de kilowați, se folosesc rezistențe de temperatură înaltă bazate pe aliaje rezistente la căldură 0X23Yu5. Pentru a reduce dimensiunile de gabarit si a obtine rigiditatea necesara, banda termorezistenta este infasurata in jurul nervurii si plasata in canelurile care fixeaza pozitia coturilor individuale. Într-un bloc sunt instalate cinci rezistențe de 450 W, care pot fi conectate în paralel la curenți mari.

Rezistoarele termice au un TCR scăzut și o rigiditate mecanică ridicată, motiv pentru care sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele expuse la solicitări mecanice ridicate. Aceste rezistențe au stabilitate termică ridicată. Încălzirea pe termen scurt până la 850 ° C este permisă cu o temperatură admisă pe termen lung de 300 ° C.

Rezistoarele din fontă sunt utilizate pe scară largă pentru motoare cu putere de la trei până la câteva mii de kilowați.

La temperatura maximă de funcționare a fontei de 400 ° C, puterea nominală a rezistențelor este luată pe baza unei temperaturi de 300 ° C. Rezistența rezistențelor din fontă depinde în mare măsură de temperatură, astfel încât acestea sunt utilizate numai ca ieșiri.

Un set de rezistențe din fontă sunt asamblate în cutii standard folosind tije de oțel izolate din fontă cu micanit. Dacă este necesar să se facă robinete pentru un rezistor, acestea sunt realizate folosind cleme speciale care sunt instalate între rezistențele adiacente conectate în serie.

Puterea totală a rezistențelor instalate într-o cutie nu trebuie să depășească 4,5 kW. În timpul instalării, cutiile de rezistență sunt montate una peste alta. În acest caz, aerul încălzit din cutiile inferioare le spală pe cele superioare, afectând răcirea acestora din urmă.

Pentru antrenările electrice critice, se recomandă asamblarea reostatului din cutii standard (fără robinete în interiorul cutiei). Dacă rezistența din cutie este deteriorată, circuitul este restaurat rapid prin înlocuirea cutiei defecte cu una nouă.

Deoarece temperatura aerului din apropierea rezistenței este ridicată, firele și barele trebuie fie să fie suficient de rezistente la căldură, fie să nu fie izolate deloc.

Selectarea rezistențelor

Rezistența rezistenței de pornire a fost aleasă astfel încât curentul de pornire să fie limitat și să nu fie periculos pentru motor (transformator) și rețeaua electrică. Pe de altă parte, valoarea acestei rezistențe ar trebui să asigure pornirea motorului pentru timpul necesar.

După calcularea rezistenței, se efectuează calculul și selectarea rezistenței de încălzire. Temperatura rezistorului în orice mod nu trebuie să depășească valoarea admisă pentru acest design.