Rezistory pro spouštění a ovládání reostatů

V závislosti na účelu jsou rezistory rozděleny do následujících skupin:

• spouštěcí odpory pro omezení proudu v okamžiku připojení stacionárního motoru k síti a pro udržení proudu na určité úrovni při jeho zrychlování;
• brzdné odpory pro omezení proudu motoru při brzdění;
• Regulační odpory pro regulaci proudu nebo napětí v elektrickém obvodu;
• přídavné odpory zapojené do série v obvodu elektrické spotřebiče za účelem snížení stresu na něj;
• vybíjecí rezistory zapojené paralelně s vinutími elektromagnetů nebo jiných indukčností pro omezení vypínacích rázů nebo zpoždění uvolnění relé a stykačů, takové rezistory se také používají k vybíjení kapacitních paměťových zařízení;
• předřadné odpory zapojené sériově do obvodu pro absorbování části energie nebo paralelně se zdrojem pro jeho ochranu před přepětím při vypnutí zátěže;
• zatěžovací odpory pro vytvoření umělé zátěže z generátorů a jiných zdrojů; používají se ke zkoušení elektrických přístrojů;
• Topné odpory pro ohřev prostředí nebo zařízení na nízké teploty;
• uzemňovací odpory zapojené mezi zem a neutrální bod generátoru nebo transformátoru pro omezení zkratových proudů do země a možných přepětí během uzemnění;
• nastavení odporů pro nastavení určité hodnoty proudu nebo napětí v energetických přijímačích.

Start, stop, vybíjecí a zemní odpory jsou určeny především pro krátkodobý provoz a měly by mít co nejdelší dobu zahřívání.

Na stabilitu těchto rezistorů nejsou kladeny žádné zvláštní požadavky. Všechny ostatní rezistory pracují primárně v nepřetržitém provozu a vyžadují potřebnou chladicí plochu. Odpor těchto rezistorů musí být stabilní v rámci specifikovaných limitů.

V závislosti na materiálu drátu se rozlišují kovové, kapalné, uhlíkové a keramické odpory. V průmyslový elektrický pohon nejběžnější kovové odpory. Keramické odpory (s nelineárním odporem) jsou široce používány ve vysokonapěťových svodičích.

Zdrojový materiál rezistoru

Aby se zmenšily celkové rozměry spouštěcích odporů, měl by být měrný odpor materiálu použitého k jeho výrobě co nejvyšší. Přípustná provozní teplota materiálu, měla by být také co největší, aby se snížila hmotnost materiálu a požadovaná chladicí plocha.

Aby odpor rezistoru co nejméně závisel na teplotě, teplotní koeficient odporu (TCS) odpor by měl být co nejmenší. Materiál rezistoru určený pro provoz na vzduchu nesmí korodovat nebo musí tvořit protilehlý ochranný film.

Oceli je málo elektrický odpor… Na vzduchu ocel intenzivně oxiduje a proto se používá pouze v reostatech plněných transformátorovým olejem.V tomto případě je pracovní teplota oceli dána ohřevem transformátorového oleje a nepřesahuje 115°C.

Kvůli vysoké hodnotě TCR není ocel použitelná pro stabilní odporové odpory. Jedinou výhodou oceli je její levnost.

Elektrická litina má výrazně vyšší elektrický odpor a významné TCR než ocel. Pracovní teplota litiny dosahuje 400 °C... Litinové odpory mají obvykle klikatý tvar. Vzhledem ke křehkosti litiny se požadované mechanické pevnosti rozběhových odporových prvků dosahuje zvětšením jejich průřezu. Proto jsou litinové odpory vhodné pro provoz při vysokých proudech a výkonech.

Z důvodu nedostatečné odolnosti proti mechanickým vlivům (vibrace, rázy) se litinové odpory používají pouze ve stacionárních instalacích.

Měrný elektrický odpor plechu pro elektroocel je díky přidání křemíku téměř třikrát vyšší než u běžné oceli. Ocelové rezistory mají klikatý tvar a získávají se z plechu lisováním. Kvůli velkému TCR se ocelový plech používá pouze pro spouštěcí odpory, obvykle namontované v transformátorový olej.

Pro rezistory se zvýšeným odporem lze použít konstantan, který na vzduchu nekoroduje a má maximální provozní teplotu 500 °C. Vysoký odpor umožňuje vytvářet malé odpory na bázi konstantanů. Constantan je široce používán ve formě drátu a pásky.

Pro výrobu topných odporů se používá především nichrom, který má vysoký elektrický odpor a provozní teplotu.

Pro rezistory s vysokým odporovým odporem, manganin s provozní teplotou ne vyšší než 60 gr. S.

Jak fungují startovací rezistory

Drátové nebo páskové spirálové rezistory se vyrábějí navinutím na válcový trn „otoč za otáčku“. Potřebná mezera mezi závity se vytvoří natažením spirály a jejím připevněním k nosným izolátorům ve formě porcelánových válečků.

Nevýhodou této konstrukce je nízká tuhost, díky které je možný kontakt sousedních závitů, což vyžaduje snížení provozní teploty materiálu (100 ° C pro konstantní cívku). Protože tepelná kapacita takového rezistoru je určena pouze hmotností odporového materiálu, je doba ohřevu takových rezistorů malá.

Pro dlouhodobý provoz se doporučuje používat odpory ve formě spirály, protože teplo je odváděno z celého povrchu drátu nebo pásku.

Pro zvýšení tuhosti spirály lze drát navinout na keramický trubkovitý rám se spirálovou drážkou na povrchu, která zabraňuje sevření závitů do sebe. Tato konstrukce umožňuje zvýšit provozní teplotu rezistoru z konstantanu na 500 ° C.I při krátkodobém provozu rám díky své velké hmotnosti více než zdvojnásobuje topnou konstantu.

Při d <0,3 mm nejsou drážky na povrchu rámu vytvořeny a izolace mezi závity je vytvořena v důsledku okují (oxidového filmu) vytvořeného při zahřívání drátu. Pro ochranu před mechanickým poškozením je drát pokryt tepelně odolným skleněným smaltem. Takové trubkové rezistory jsou široce používány pro řízení motorů s nízkým výkonem, jako je vybíjení, dodatečné odpory v automatizačních obvodech atd. Maximální výkon, při kterém jejich teplota nepřekročí maximální přípustnou hodnotu, je 150 W a konstanta ohřevu 200 — 300 p. Vzhledem k technologické náročnosti výroby velkých rámů se tyto odpory nepoužívají při vysokých výkonech.

Pro spouštění motorů do 10 kW tzv. drátová nebo pásková pole, někdy nazývaná smyčkové rezistory. Porcelánové nebo mastkové izolátory jsou namontovány na ocelové desce. Konstantanový drát je navinutý v drážkách na povrchu izolátorů. Pro vysokoproudé odpory se používá páska.

Součinitel prostupu tepla ve vztahu k povrchu vodiče je pouze 10-14 W / (m2- °C). Proto jsou podmínky chlazení pro takový odpor horší než pro volnou šroubovici. Vzhledem k nízké hmotnosti izolátorů a slabému tepelnému kontaktu vodiče s kovovou deskou je konstanta ohřevu rámového rezistoru přibližně stejná jako při absenci rámu. Maximální povolená teplota je 300 °C.

Ztrátový výkon dosahuje 350 wattů. Obvykle je několik rezistorů tohoto typu sestaveno v jednom bloku.

Pro motory s výkonem od tří do několika tisíc kilowattů se používají vysokoteplotní odpory na bázi žáruvzdorných slitin 0X23Yu5. Pro zmenšení celkových rozměrů a získání potřebné tuhosti je žáruvzdorná páska navinuta kolem žebra a umístěna do drážek, které fixují polohu jednotlivých ohybů. V jednom bloku je instalováno pět rezistorů 450 W, které lze paralelně zapojit při vysokých proudech.

Tepelné odpory mají nízkou TCR a vysokou mechanickou tuhost, proto jsou široce používány v zařízeních vystavených vysokému mechanickému namáhání. Tyto rezistory mají vysokou tepelnou stabilitu. Krátkodobý ohřev do 850 °C je povolen s dlouhodobě přípustnou teplotou 300 °C.

Litinové rezistory jsou široce používány pro motory s výkonem od tří do několika tisíc kilowattů.

Při maximální provozní teplotě litiny 400 °C se jmenovitý výkon rezistorů odebírá na základě teploty 300 °C. Odolnost litinových rezistorů je do značné míry závislá na teplotě, proto se používají pouze jako výstupy.

Sada litinových odporů je sestavena ve standardních krabicích pomocí ocelových tyčí izolovaných z litiny s mikanitem. Pokud je nutné vyrobit odbočky pro rezistor, jsou vyrobeny pomocí speciálních svorek, které se instalují mezi sousední odpory zapojené do série.

Celkový výkon rezistorů instalovaných v jedné krabici by neměl přesáhnout 4,5 kW. Při instalaci se odporové boxy montují na sebe. V tomto případě ohřátý vzduch ve spodních boxech omývá ty horní a zhoršuje jejich chlazení.

U kritických elektrických pohonů se doporučuje sestavit reostat ze standardních krabic (bez kohoutků uvnitř krabice). Pokud je odpor v krabici poškozen, obvod se rychle obnoví výměnou vadné krabice za novou.

Protože teplota vzduchu v blízkosti rezistoru je vysoká, musí být vodiče a přípojnice buď dostatečně tepelně odolné, nebo neizolovány vůbec.

Výběr rezistorů

Odpor startovacího rezistoru byl zvolen tak, aby rozběhový proud byl omezený a nebyl nebezpečný pro motor (transformátor) a elektrickou síť. Na druhou stranu by hodnota tohoto odporu měla zajistit rozběh motoru na požadovanou dobu.

Po výpočtu odporu se provede výpočet a výběr topného odporu. Teplota odporu v žádném režimu by neměla překročit přípustnou hodnotu pro tuto konstrukci.