Pornirea și reglarea reostatelor: circuite de comutare

Un reostat se numește un aparat format dintr-un set de rezistențe și un dispozitiv cu ajutorul căruia puteți regla rezistența rezistențelor incluse și astfel reglați curentul alternativ și continuu și tensiunea.

Faceți diferența între reostatele răcite cu aer și cele răcite cu lichid (ulei sau apă)... Răcirea cu aer poate fi utilizată pentru toate modelele de reostate. Răcirea cu ulei și apă este folosită pentru reostatele metalice, rezistențele pot fi fie scufundate în lichid, fie curge în jurul acestuia. Trebuie avut în vedere că lichidul de răcire trebuie și poate fi răcit atât cu aer, cât și cu lichid.

Reostatele metalice răcite cu aer au câștigat cea mai mare distribuție. Sunt cele mai usor de adaptat la diferite conditii de functionare, atat din punct de vedere al caracteristicilor electrice si termice, cat si din punct de vedere al diferitilor parametri de proiectare. Reostatele pot fi realizate cu schimbare continuă sau treptată a rezistenței.

Reostat cu fir

Comutatorul treptat din reostate este plat.Într-un comutator plat, contactul mobil alunecă peste contactele fixe în timp ce se deplasează în același plan. Contactele fixe se realizează sub formă de șuruburi cu capete plate cilindrice sau semisferice, plăci sau anvelope dispuse de-a lungul arcului de cerc pe unul sau două rânduri. Un contact de alunecare mobil, numit în mod obișnuit perie, poate fi de tip punte sau pârghie, auto-aliniat sau nealiniat.

Contactul mobil de nealiniere este mai simplu în design, dar nu este de încredere în funcționare din cauza defecțiunilor frecvente ale contactului. Cu un contact mobil cu autoreglare, presiunea de contact necesară și fiabilitatea de funcționare ridicată sunt întotdeauna asigurate. Aceste contacte s-au răspândit.

Avantajele comutatorului reostat cu trepte plate sunt simplitatea relativă a construcției, dimensiuni relativ mici cu un număr mare de trepte, cost redus, capacitatea de a monta contactori și relee pe tabloul de distribuție pentru a opri și proteja circuitele controlate. Dezavantaje — putere de comutare relativ scăzută și putere redusă de rupere, uzură mare a periei din cauza frecării de alunecare și topire, dificultate de utilizare pentru scheme complexe de conectare.

Reostatele metalice răcite cu ulei oferă o capacitate de căldură crescută și un timp constant de încălzire datorită capacității ridicate de căldură și conductibilității termice bune a uleiului. Acest lucru permite, în modurile de scurtă durată, să se mărească brusc sarcina asupra rezistențelor și, prin urmare, să se reducă consumul de material rezistiv și dimensiunile reostatului. Elementele imersate în ulei trebuie să aibă o suprafață cât mai mare pentru a asigura o bună disipare a căldurii.Nu se recomandă scufundarea rezistențelor închise în ulei. Imersia în ulei protejează rezistențele și contactele de influențele nocive ale mediului în industria chimică și în alte industrii. Numai rezistențele sau rezistențele și contactele pot fi scufundate în ulei.

Capacitatea de rupere a contactelor din ulei este crescută, ceea ce reprezintă un avantaj al acestor reostate. Rezistența tranzitorie a contactelor din ulei crește, dar în același timp condițiile de răcire sunt îmbunătățite. În plus, presele mari de contact pot fi tolerate datorită lubrifierii.Prezența lubrifiantului asigură o uzură mecanică redusă.

Pentru modurile de funcționare pe termen lung și intermitent, reostatele răcite cu ulei sunt nepotrivite din cauza transferului scăzut de căldură de la suprafața rezervorului și a timpului lung de răcire. Sunt folosite ca reostate de pornire pentru motoarele electrice asincrone cu rotor bobinat de până la 1000 kW cu porniri rare.

Prezența uleiului creează și o serie de dezavantaje: contaminarea spațiilor, risc crescut de incendiu.

Orez. 1. Reostat cu rezistență în continuă schimbare

Un exemplu de reostat cu o schimbare aproape continuă a rezistenței este prezentat în fig. 1. Pe cadrul 3 din material izolator rezistent la căldură (steatit, porțelan), este înfășurat un fir de rezistență. Pentru a izola spirele unele de altele, firul este oxidat. Un contact cu arc 5 alunecă peste o rezistență și o tijă sau inel 6 purtător de curent de ghidare, conectat la contactul mobil 4 și deplasat cu ajutorul unei tije izolate 8, la capătul căreia este plasat un mâner izolat (mânerul este îndepărtat în figură). Carcasa 1 este utilizată pentru asamblarea tuturor pieselor și fixarea reostatului, iar plăcile 7 pentru conexiunea externă.

Reostatele pot fi incluse în circuit ca rezistor variabil (Fig. 1, a) sau ca potențiometru(Fig. 1.6). Reostatele asigură un control fără probleme al rezistenței și, prin urmare, curentului sau tensiunii într-un circuit și sunt utilizate pe scară largă în setările de laborator în circuitele de control automat.

Scheme de includere a pornirii și reglarea reostatelor

Imaginea 2 prezintă un circuit de comutare folosind un reostat pentru un motor de curent continuu de putere mică.

Orez. 2… Circuit de comutare reostat: L — clemă conectată la rețea, I — clemă conectată la armătură; M — clemă conectată la circuitul de excitație, O — contact gol, 1 — arc, 2 — pârghie, 3 — contact de lucru.

Înainte de a porni motorul, asigurați-vă că pârghia 2 a reostatului se află la contactul gol 0. Apoi comutatorul se pornește și pârghia reostatului este transferată la primul contact intermediar. În acest caz, motorul este excitat și în circuitul armăturii apare un curent de pornire, a cărui valoare este limitată de cele patru secțiuni ale rezistenței Rp. Pe măsură ce frecvența de rotație a armăturii crește, curentul de pornire scade și pârghia reostatului este transferată la al doilea, al treilea contact etc., până când nu se află la contactul de lucru.

Reostatele de pornire sunt proiectate pentru funcționare pe termen scurt și, prin urmare, pârghia reostatului nu poate fi întârziată mult timp pe contactele intermediare: în acest caz, rezistențele reostatului se supraîncălzi și se pot arde.

Înainte de a deconecta motorul de la rețea, este necesar să mutați mânerul reostatului în poziția extremă din stânga. În acest caz, motorul este deconectat de la rețea, dar circuitul de înfășurare de câmp rămâne închis la rezistența reostatului.În caz contrar, pot apărea supratensiuni mari în bobina de excitație în momentul deschiderii circuitului.

La pornirea motoarelor de curent continuu, reostatul de control din circuitul de înfășurare de câmp trebuie să fie complet scos pentru a crește fluxul de câmp.

Pentru a porni motoare cu excitație în serie, utilizați reostate de pornire cu clemă dublă, care diferă de trei cleme în absența unui arc de cupru și prezența a doar două cleme - L și Ya.

Reostatele cu o schimbare în trepte a rezistenței (oriz. 3 și 4) constă dintr-un set de rezistențe 1 și un dispozitiv de comutare în trepte.

Dispozitivul de comutare este alcătuit din contacte fixe și un contact glisant mobil și antrenare. În reostatul de balast (Fig. 3), polul L1 și polul de armătură I se leagă la contactele fixe, prizele de la elementele de rezistență, pornirea și reglarea, în funcție de defectarea treptei, și alte circuite comandate de reostat. Contactul glisant mobil închide și deschide treptele de rezistență, precum și toate celelalte circuite controlate de reostat. Acționarea reostatului poate fi manuală (folosind mânerul) și motorizată.

Orez. 3... Schema de conectare a reostatului la pornire: Rpc - rezistor de manevrare a bobinei contactorului in pozitia oprit a reostatului, Rogr - rezistor de limitare a curentului in bobina, Ш1, Ш2 - infasurare paralela de excitatie a motorului de curent continuu, C1, C2 - înfăşurarea de excitaţie în serie a unui motor de curent continuu.

Orez. 4… Diagrama de conectare a reostatului de control al excitației: Rpr — Rezistență în amonte, OB — Bobina de excitare a motorului de curent continuu.

Reostate de tipul prezentat în fig. 2 și 3 sunt larg răspândite.Cu toate acestea, modelele lor au unele dezavantaje, în special un număr mare de elemente de fixare și cablaje, în special în reostatele de excitație care au un număr mare de etape.

În Fig. 5. Tensiune în circuitul rotorului până la 1200 V, curent 750 A. Durabilitatea comutației 10.000 de operații, mecanică — 45.000. Reostatul permite 2 — 3 porniri într-un rând.

Orez. 5 Schema de circuit a unui reostat de reglare umplut cu ulei

Reostatul este format din pachete de rezistențe și un dispozitiv de comutare încorporat în rezervor și scufundat în ulei. Pachetele de rezistențe sunt asamblate din elemente ștanțate din oțel electric și atașate la capacul rezervorului. Dispozitivul de comutare este de tip tambur, este o axă cu segmente ale unei suprafețe cilindrice fixate pe ea, conectate după un anumit circuit electric. Contactele fixe conectate la elementele rezistoare sunt fixate pe o bară fixă. Când axa tamburului este rotită (prin volantă sau acţionarea motorului), segmentele ca contacte mobile de alunecare depăşesc anumite contacte fixe şi astfel modifică valoarea rezistenţei în circuitul rotorului.