Αντιστάσεις για εκκίνηση και έλεγχο ρεοστατών

Ανάλογα με το σκοπό, οι αντιστάσεις χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες:

• αντιστάσεις εκκίνησης για τον περιορισμό του ρεύματος τη στιγμή της σύνδεσης ενός σταθερού κινητήρα στο δίκτυο και για τη διατήρηση του ρεύματος σε ένα ορισμένο επίπεδο κατά την επιτάχυνσή του.
• αντιστάσεις πέδησης για περιορισμό του ρεύματος του κινητήρα κατά το φρενάρισμα.
• ρυθμιστικές αντιστάσεις για τη ρύθμιση του ρεύματος ή της τάσης σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.
• πρόσθετες αντιστάσεις συνδεδεμένες σε σειρά στο κύκλωμα ηλεκτρικές συσκευές προκειμένου να μειωθεί το άγχος σε αυτό?
• αντιστάσεις εκκένωσης συνδεδεμένες παράλληλα με τις περιελίξεις ηλεκτρομαγνητών ή άλλες επαγωγές για τον περιορισμό των υπερτάσεων ενεργοποίησης ή την καθυστέρηση της απελευθέρωσης ρελέ και επαφών. Τέτοιες αντιστάσεις χρησιμοποιούνται επίσης για την εκφόρτιση χωρητικών συσκευών αποθήκευσης.
• αντιστάσεις έρματος συνδεδεμένες σε σειρά στο κύκλωμα για να απορροφούν μέρος της ενέργειας ή παράλληλα με την πηγή για να την προστατεύουν από υπέρταση όταν το φορτίο είναι απενεργοποιημένο.
• αντιστάσεις φορτίου για τη δημιουργία τεχνητού φορτίου από γεννήτριες και άλλες πηγές. Χρησιμοποιούνται για τη δοκιμή ηλεκτρικών συσκευών.
• αντιστάσεις θέρμανσης για τη θέρμανση του περιβάλλοντος ή της συσκευής σε χαμηλές θερμοκρασίες.
• αντιστάσεις γείωσης που συνδέονται μεταξύ της γείωσης και του ουδέτερου σημείου της γεννήτριας ή του μετασχηματιστή για τον περιορισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος στη γείωση και των πιθανών υπερτάσεων κατά τη γείωση.
• Ρύθμιση αντιστάσεων για να ορίσετε μια συγκεκριμένη τιμή ρεύματος ή τάσης στους δέκτες ενέργειας.

Οι αντιστάσεις εκκίνησης, διακοπής, εκφόρτισης και γείωσης έχουν σχεδιαστεί κυρίως για βραχυπρόθεσμη λειτουργία και θα πρέπει να έχουν όσο το δυνατόν μεγαλύτερο χρόνο προθέρμανσης.

Δεν υπάρχουν ειδικές απαιτήσεις για τη σταθερότητα αυτών των αντιστάσεων. Όλες οι άλλες αντιστάσεις λειτουργούν κυρίως σε συνεχή λειτουργία και απαιτούν την απαραίτητη επιφάνεια ψύξης. Η αντίσταση αυτών των αντιστάσεων πρέπει να είναι σταθερή εντός των καθορισμένων ορίων.

Ανάλογα με το υλικό του σύρματος, διακρίνονται οι αντιστάσεις μετάλλου, υγρού, άνθρακα και κεραμικού. Β βιομηχανική ηλεκτρική κίνηση V, οι πιο συνηθισμένες μεταλλικές αντιστάσεις. Οι κεραμικές αντιστάσεις (με μη γραμμική αντίσταση) χρησιμοποιούνται ευρέως σε απαγωγείς υψηλής τάσης.

Πηγαίο υλικό αντίστασης

Προκειμένου να μειωθούν οι συνολικές διαστάσεις των αντιστάσεων εκκίνησης, η ειδική αντίσταση του υλικού που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη. Επιτρεπόμενη θερμοκρασία λειτουργίας του υλικού, θα πρέπει επίσης να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη για να μειωθεί το βάρος του υλικού και η απαιτούμενη επιφάνεια ψύξης.

Προκειμένου η αντίσταση της αντίστασης να εξαρτάται όσο το δυνατόν λιγότερο από τη θερμοκρασία, συντελεστής αντίστασης θερμοκρασίας Η αντίσταση (TCS) πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη. Το υλικό αντίστασης που προορίζεται για λειτουργία στον αέρα δεν πρέπει να διαβρώνεται ή να σχηματίζει ένα αντίθετο προστατευτικό φιλμ.

Υπάρχει λίγο ατσάλι ηλεκτρική αντίσταση… Στον αέρα, ο χάλυβας οξειδώνεται έντονα και επομένως χρησιμοποιείται μόνο σε ρεοστάτες γεμάτους με λάδι μετασχηματιστή.Σε αυτή την περίπτωση, η θερμοκρασία λειτουργίας του χάλυβα καθορίζεται από τη θέρμανση του λαδιού του μετασχηματιστή και δεν υπερβαίνει τους 115 ° C.

Λόγω της υψηλής τιμής TCR, ο χάλυβας δεν είναι κατάλληλος για αντιστάσεις σταθερής αντίστασης. Το μόνο πλεονέκτημα του χάλυβα είναι η φθηνότητά του.

Ο ηλεκτρικός χυτοσίδηρος έχει σημαντικά υψηλότερη ηλεκτρική αντίσταση και σημαντικό TCR από τον χάλυβα. Η θερμοκρασία λειτουργίας του χυτοσιδήρου φτάνει τους 400 ° C... Οι αντιστάσεις από χυτοσίδηρο έχουν συνήθως σχήμα ζιγκ-ζαγκ. Λόγω της ευθραυστότητας του χυτοσιδήρου, η απαιτούμενη μηχανική αντοχή των στοιχείων της αντίστασης εκκίνησης επιτυγχάνεται με την αύξηση της διατομής τους. Επομένως, οι αντιστάσεις από χυτοσίδηρο είναι κατάλληλες για λειτουργία σε υψηλά ρεύματα και ισχύ.

Λόγω της ανεπαρκούς αντίστασης σε μηχανικές επιδράσεις (δονήσεις, κραδασμούς), οι αντιστάσεις από χυτοσίδηρο χρησιμοποιούνται μόνο σε σταθερές εγκαταστάσεις.

Ειδική ηλεκτρική αντίσταση φύλλο ηλεκτρικού χάλυβα λόγω της προσθήκης πυριτίου, είναι σχεδόν τρεις φορές υψηλότερο από αυτό του κοινού χάλυβα. Οι αντιστάσεις από χάλυβα έχουν σχήμα ζιγκ-ζαγκ και λαμβάνονται από λαμαρίνα με σφράγιση. Λόγω του μεγάλου TCR, το φύλλο χάλυβα χρησιμοποιείται μόνο για αντιστάσεις εκκίνησης, συνήθως τοποθετημένες λάδι μετασχηματιστή.

Για αντιστάσεις με αυξημένη αντίσταση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί το κονστάνταν, το οποίο δεν διαβρώνεται στον αέρα και έχει μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας 500 ° C. Η υψηλή αντίσταση καθιστά δυνατή τη δημιουργία μικρών αντιστάσεων με βάση το κονστάνταν. Το Constantan χρησιμοποιείται ευρέως σε μορφή σύρματος και ταινίας.

Για την παραγωγή αντιστάσεων θέρμανσης χρησιμοποιείται κυρίως nichrome, το οποίο έχει υψηλή ηλεκτρική αντίσταση και θερμοκρασία λειτουργίας.

Για αντιστάσεις με υψηλή αντοχή, μαγγανίνη με θερμοκρασία λειτουργίας όχι μεγαλύτερη από 60 gr. ΜΙΚΡΟ.

Πώς λειτουργούν οι αντιστάσεις εκκίνησης

Οι σπειροειδείς αντιστάσεις σύρματος ή ταινίας κατασκευάζονται με περιέλιξη σε κυλινδρικό άξονα «στροφή για στροφή». Το απαιτούμενο κενό μεταξύ των στροφών δημιουργείται με τέντωμα της σπείρας και προσάρτησή της στους μονωτές στήριξης με τη μορφή κυλίνδρων πορσελάνης.

Το μειονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι η χαμηλή ακαμψία, λόγω της οποίας είναι δυνατή η επαφή γειτονικών στροφών, γεγονός που απαιτεί μείωση της θερμοκρασίας λειτουργίας του υλικού (100 ° C για ένα πηνίο σταθεράς). Δεδομένου ότι η θερμική ικανότητα μιας τέτοιας αντίστασης καθορίζεται μόνο από τη μάζα του ανθεκτικού υλικού, ο χρόνος θέρμανσης τέτοιων αντιστάσεων είναι μικρός.

Συνιστάται η χρήση αντιστάσεων σε μορφή σπιράλ για μακροχρόνια λειτουργία, καθώς η θερμότητα διαχέεται από ολόκληρη την επιφάνεια του σύρματος ή της λωρίδας.

Για να αυξηθεί η ακαμψία της σπείρας, το σύρμα μπορεί να τυλιχτεί σε ένα πλαίσιο που μοιάζει με κεραμικό σωλήνα με μια σπειροειδή αυλάκωση στην επιφάνεια, εμποδίζοντας τις στροφές να κλείνουν στον εαυτό τους. Αυτός ο σχεδιασμός σας επιτρέπει να αυξήσετε τη θερμοκρασία λειτουργίας της αντίστασης από σταθερά στους 500 ° C.Ακόμη και σε βραχυπρόθεσμη λειτουργία, το πλαίσιο υπερδιπλασιάζει τη σταθερά θέρμανσης λόγω της μεγάλης μάζας του.

Σε d <0,3 mm, οι αυλακώσεις στην επιφάνεια του πλαισίου δεν γίνονται και η μόνωση μεταξύ των στροφών δημιουργείται λόγω της κλίμακας (φίλμ οξειδίου) που σχηματίζεται όταν θερμαίνεται το σύρμα. Για προστασία από μηχανικές βλάβες, το σύρμα καλύπτεται με ανθεκτικό στη θερμότητα γυάλινο σμάλτο. Τέτοιες αντιστάσεις σωλήνων χρησιμοποιούνται ευρέως για τον έλεγχο κινητήρων χαμηλής ισχύος, όπως εκφόρτιση, πρόσθετες αντιστάσεις σε κυκλώματα αυτοματισμού κ.λπ. Η μέγιστη ισχύς στην οποία η θερμοκρασία τους δεν υπερβαίνει τη μέγιστη επιτρεπόμενη είναι 150 W και η σταθερά θέρμανσης είναι 200 ​​— 300 p. Λόγω της τεχνολογικής πολυπλοκότητας της παραγωγής μεγάλων κουφωμάτων, αυτές οι αντιστάσεις δεν χρησιμοποιούνται σε υψηλές ισχύς.

Για εκκίνηση κινητήρων έως 10 kW, τα λεγόμενα πεδία καλωδίων ή ταινιών, που μερικές φορές ονομάζονται αντιστάσεις βρόχου. Οι μονωτές πορσελάνης ή σαπωνόλιθου τοποθετούνται σε χαλύβδινη πλάκα. Το σύρμα κονταντάν τυλίγεται σε αυλακώσεις στην επιφάνεια των μονωτών. Για αντιστάσεις υψηλού ρεύματος, χρησιμοποιείται ταινία.

Ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας σε σχέση με την επιφάνεια του αγωγού είναι μόνο 10-14 W / (m2- ° C). Επομένως, οι συνθήκες ψύξης για μια τέτοια αντίσταση είναι χειρότερες από ό,τι για μια ελεύθερη έλικα. Λόγω της χαμηλής μάζας των μονωτών και της ασθενούς θερμικής επαφής του αγωγού με τη μεταλλική πλάκα, η σταθερά θέρμανσης της αντίστασης πλαισίου είναι περίπου η ίδια με την απουσία του πλαισίου. Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία είναι 300 °C.

Η απαγωγή ισχύος φτάνει τα 350 watt. Συνήθως πολλές αντιστάσεις αυτού του τύπου συναρμολογούνται σε ένα μπλοκ.

Για κινητήρες με ισχύ από τρεις έως πολλές χιλιάδες κιλοβάτ, χρησιμοποιούνται αντιστάσεις υψηλής θερμοκρασίας που βασίζονται σε ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα 0X23Yu5. Προκειμένου να μειωθούν οι συνολικές διαστάσεις και να επιτευχθεί η απαραίτητη ακαμψία, η ανθεκτική στη θερμότητα ταινία τυλίγεται γύρω από τη νεύρωση και τοποθετείται στις αυλακώσεις που καθορίζουν τη θέση των μεμονωμένων στροφών. Πέντε αντιστάσεις 450 W είναι εγκατεστημένες σε ένα μπλοκ, οι οποίες μπορούν να συνδεθούν παράλληλα σε υψηλά ρεύματα.

Οι θερμικές αντιστάσεις έχουν χαμηλό TCR και υψηλή μηχανική ακαμψία, γι' αυτό και χρησιμοποιούνται ευρέως σε συσκευές που εκτίθενται σε υψηλή μηχανική καταπόνηση. Αυτές οι αντιστάσεις έχουν υψηλή θερμική σταθερότητα. Επιτρέπεται η βραχυπρόθεσμη θέρμανση έως 850 ° C με μακροχρόνια επιτρεπόμενη θερμοκρασία 300 ° C.

Οι αντιστάσεις από χυτοσίδηρο χρησιμοποιούνται ευρέως για κινητήρες με ισχύ από τρία έως πολλές χιλιάδες κιλοβάτ.

Στη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας του χυτοσιδήρου των 400 ° C, η ονομαστική ισχύς των αντιστάσεων λαμβάνεται με βάση μια θερμοκρασία 300 ° C. Η αντίσταση των αντιστάσεων από χυτοσίδηρο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία, επομένως χρησιμοποιούνται μόνο ως έξοδοι.

Ένα σετ αντιστάσεων από χυτοσίδηρο συναρμολογείται σε τυπικά κιβώτια χρησιμοποιώντας χαλύβδινες ράβδους μονωμένες από χυτοσίδηρο με μικανίτη. Εάν είναι απαραίτητο να κάνετε βρύσες για μια αντίσταση, κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας ειδικούς σφιγκτήρες που είναι εγκατεστημένοι μεταξύ γειτονικών αντιστάσεων συνδεδεμένων σε σειρά.

Η συνολική ισχύς των αντιστάσεων που είναι εγκατεστημένες σε ένα κουτί δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 4,5 kW. Κατά την εγκατάσταση, τα κουτιά των αντιστάσεων τοποθετούνται το ένα πάνω στο άλλο. Σε αυτή την περίπτωση, ο θερμαινόμενος αέρας στα κάτω κουτιά πλένει τα επάνω, μειώνοντας την ψύξη των τελευταίων.

Για κρίσιμες ηλεκτρικές κινήσεις, συνιστάται η συναρμολόγηση του ρεοστάτη από τυπικά κουτιά (χωρίς βρύσες μέσα στο κουτί). Εάν η αντίσταση στο κουτί είναι κατεστραμμένη, το κύκλωμα αποκαθίσταται γρήγορα αντικαθιστώντας το ελαττωματικό κουτί με ένα νέο.

Δεδομένου ότι η θερμοκρασία του αέρα κοντά στην αντίσταση είναι υψηλή, τα καλώδια και οι ράβδοι πρέπει είτε να είναι επαρκώς ανθεκτικά στη θερμότητα ή να μην είναι καθόλου μονωμένα.

Επιλογή αντιστάσεων

Η αντίσταση της αντίστασης εκκίνησης επιλέχθηκε έτσι ώστε το ρεύμα εκκίνησης να είναι περιορισμένο και να μην είναι επικίνδυνο για τον κινητήρα (μετασχηματιστή) και το ηλεκτρικό δίκτυο. Από την άλλη πλευρά, η τιμή αυτής της αντίστασης θα πρέπει να εξασφαλίζει την εκκίνηση του κινητήρα για τον απαιτούμενο χρόνο.

Μετά τον υπολογισμό της αντίστασης, πραγματοποιείται ο υπολογισμός και η επιλογή της αντίστασης θέρμανσης. Η θερμοκρασία της αντίστασης σε οποιαδήποτε λειτουργία δεν πρέπει να υπερβαίνει την επιτρεπόμενη για αυτόν τον σχεδιασμό.