Motstånd för start och kontroll av reostater

Beroende på syftet är motstånd indelade i följande grupper:

• startmotstånd för att begränsa strömmen i ögonblicket för anslutning av en stationär motor till nätverket och för att bibehålla strömmen på en viss nivå under dess acceleration;
• bromsmotstånd för att begränsa motorströmmen vid bromsning;
• regleringsmotstånd för reglering av ström eller spänning i en elektrisk krets;
• ytterligare motstånd kopplade i serie i kretsen elektriska apparater för att minska stressen på den;
• urladdningsmotstånd kopplade parallellt med lindningarna av elektromagneter eller andra induktanser för att begränsa utlösningsstötar eller fördröja frigörandet av reläer och kontaktorer, sådana motstånd används också för att ladda ur kapacitiva lagringsanordningar;
• ballastmotstånd anslutna i serie till kretsen för att absorbera en del av energin eller parallellt med källan för att skydda den från överspänning när belastningen är avstängd;
• belastningsmotstånd för att skapa en artificiell belastning från generatorer och andra källor; de används för att testa elektriska apparater;
• värmemotstånd för uppvärmning av miljön eller apparater vid låga temperaturer;
• jordningsmotstånd anslutna mellan jord och nollpunkten på generatorn eller transformatorn för att begränsa kortslutningsströmmar till jord och eventuella överspänningar under jordning;
• ställa in motstånd för att ställa in ett visst värde på ström eller spänning i energimottagare.

Start-, stopp-, urladdnings- och jordmotstånden är främst konstruerade för korttidsdrift och bör ha så lång uppvärmningstid som möjligt.

Det finns inga speciella krav på stabiliteten hos dessa motstånd. Alla andra motstånd arbetar huvudsakligen i kontinuerlig drift och kräver den nödvändiga kylytan. Resistansen hos dessa motstånd måste vara stabil inom de angivna gränserna.

Beroende på trådens material, särskiljs metall-, vätske-, kol- och keramiska motstånd. V industriell elektrisk drivning vanligaste metallmotstånd. Keramiska motstånd (med icke-linjärt motstånd) används ofta i högspänningsavledare.

Resistor källmaterial

För att minska startmotståndens totala dimensioner bör den specifika resistansen hos materialet som används för dess tillverkning vara så hög som möjligt. Tillåten driftstemperatur för materialet, den bör också vara så stor som möjligt för att minska vikten av materialet och den erforderliga kylytan.

För att motståndet i motståndet ska bero så lite som möjligt på temperaturen, temperaturkoefficient för motstånd (TCS) motstånd bör vara så litet som möjligt. Motståndsmaterial avsett för drift i luft får inte korrodera eller måste bilda en motstående skyddsfilm.

Det finns lite stål elektrisk resistans… I luften oxiderar stål intensivt och därför används det endast i reostater fyllda med transformatorolja. I detta fall bestäms stålets arbetstemperatur av uppvärmningen av transformatoroljan och överstiger inte 115 °C.

På grund av det höga TCR-värdet är stål inte tillämpbart för stabila motståndsmotstånd. Den enda fördelen med stål är dess billighet.

Elektriskt gjutjärn har en betydligt högre elektrisk resistivitet och signifikant TCR än stål. Arbetstemperaturen för gjutjärn når 400 ° C... Gjutjärnsmotstånd har vanligtvis en sicksackform. På grund av gjutjärns bräcklighet uppnås den erforderliga mekaniska hållfastheten hos startmotståndselementen genom att öka deras tvärsnitt. Därför är gjutjärnsmotstånd lämpliga för drift vid höga strömmar och effekter.

På grund av otillräcklig motståndskraft mot mekanisk påverkan (vibrationer, stötar) används gjutjärnsmotstånd endast i stationära installationer.

Specifikt elektriskt motstånd plåt elektriskt stål på grund av tillsatsen av kisel, är det nästan tre gånger högre än för vanligt stål. Stålmotstånd har en sicksackform och erhålls från plåt genom stämpling. På grund av den stora TCR används stålplåt endast för startmotstånd, vanligtvis monterade i transformatorolja.

För motstånd med ökat motstånd kan konstantan användas, som inte korroderar i luft och har en maximal drifttemperatur på 500 ° C. Det höga motståndet gör det möjligt att skapa konstantanbaserade små motstånd. Constantan används ofta i tråd- och tejpform.

För produktion av värmemotstånd används huvudsakligen nikrom, som har hög elektrisk resistans och driftstemperatur.

För motstånd med hög motståndskraft, manganin med en driftstemperatur på högst 60 gr. S.

Hur startmotstånd fungerar

Tråd- eller tejpspiralmotstånd tillverkas genom att linda på en cylindrisk dorn «varv för tur». Det erforderliga gapet mellan varven upprättas genom att sträcka spiralen och fästa den på de stödjande isolatorerna i form av porslinsrullar.

Nackdelen med denna design är låg styvhet, på grund av vilken kontakten av intilliggande varv är möjlig, vilket kräver en minskning av materialets driftstemperatur (100 ° C för en konstantanspole). Eftersom den termiska kapaciteten hos ett sådant motstånd endast bestäms av det resistiva materialets massa, är uppvärmningstiden för sådana motstånd liten.

Det rekommenderas att använda motstånd i form av en spiral för långvarig drift, eftersom värme avleds från hela ytan av tråden eller remsan.

För att öka spiralens styvhet kan tråden lindas på en keramisk rörliknande ram med ett spiralspår på ytan, vilket förhindrar att varven sluter sig i sig själva. Denna design gör att du kan öka motståndets driftstemperatur från konstantan till 500 ° C.Även vid kortvarig drift mer än fördubblar ramen värmekonstanten på grund av sin stora massa.

Vid d <0,3 mm görs inte spåren på ramens yta, och isoleringen mellan varven skapas på grund av skalan (oxidfilm) som bildas när tråden värms upp. För att skydda mot mekanisk skada är tråden täckt med värmebeständig glasemalj. Sådana rörmotstånd används ofta för att styra motorer med låg effekt, såsom urladdning, ytterligare resistanser i automationskretsar, etc. Den maximala effekten vid vilken deras temperatur inte överstiger den maximalt tillåtna är 150 W, och värmekonstanten är 200 — 300 p. På grund av den tekniska komplexiteten i produktionen av stora ramar används dessa motstånd inte vid höga effekter.

För start av motorer upp till 10 kW så kallade tråd- eller bandfält, ibland kallade slingmotstånd. Porslins- eller täljstensisolatorer monteras på en stålplåt. Konstantantråden är lindad i spår på isolatorernas yta. För högströmsmotstånd används tejp.

Värmeöverföringskoefficienten i förhållande till ledarens yta är endast 10-14 W / (m2- ° C). Därför är kylförhållandena för ett sådant motstånd sämre än för en fri helix. På grund av isolatorernas låga massa och ledarens svaga termiska kontakt med metallplattan är uppvärmningskonstanten för rammotståndet ungefär densamma som i frånvaro av ramen. Den högsta tillåtna temperaturen är 300 °C.

Effektförlusten når 350 watt. Vanligtvis är flera motstånd av denna typ sammansatta i ett block.

För motorer med en effekt på tre till flera tusen kilowatt används högtemperaturmotstånd baserade på värmebeständiga legeringar 0X23Yu5. För att minska de totala måtten och erhålla den nödvändiga styvheten, lindas den värmebeständiga tejpen runt ribban och placeras i spåren som fixerar positionen för de enskilda böjarna. Fem 450 W motstånd är installerade i ett block, som kan parallellkopplas vid höga strömmar.

Termiska motstånd har låg TCR och hög mekanisk styvhet, varför de används i stor utsträckning i enheter som utsätts för hög mekanisk påfrestning. Dessa motstånd har hög termisk stabilitet. Kortvarig uppvärmning upp till 850 ° C är tillåten med en långvarig tillåten temperatur på 300 ° C.

Gjutjärnsmotstånd används ofta för motorer med effekt från tre till flera tusen kilowatt.

Vid den maximala driftstemperaturen för gjutjärn på 400 ° C tas den nominella effekten av motstånden baserat på en temperatur på 300 ° C. Motståndet hos gjutjärnsmotstånd är till stor del beroende av temperaturen, så de används endast som utgångar.

En uppsättning gjutjärnsmotstånd monteras i standardlådor med hjälp av stålstänger isolerade från gjutjärn med micanit. Om det är nödvändigt att göra kranar för ett motstånd, görs de med hjälp av speciella klämmor som är installerade mellan intilliggande motstånd anslutna i serie.

Den totala effekten av motstånden installerade i en låda bör inte överstiga 4,5 kW. Vid installationen monteras motståndslådorna ovanpå varandra. I det här fallet tvättar den uppvärmda luften i de nedre lådorna de övre, vilket försämrar kylningen av de senare.

För kritiska elektriska enheter rekommenderas att montera reostaten från standardboxar (utan kranar inuti boxen). Om motståndet i lådan är skadat, återställs kretsen snabbt genom att byta ut den defekta lådan med en ny.

Eftersom temperaturen på luften nära motståndet är hög måste ledningarna och samlingsskenorna antingen vara tillräckligt värmebeständiga eller inte isoleras alls.

Val av motstånd

Startmotståndets resistans valdes så att startströmmen var begränsad och inte var farlig för motorn (transformatorn) och det elektriska nätverket. Å andra sidan bör värdet på detta motstånd säkerställa att motorn startar under den tid som krävs.

Efter beräkning av motståndet utförs beräkningen och valet av värmemotståndet. Temperaturen på motståndet i något läge bör inte överstiga det tillåtna för denna design.