Modstande til start og styring af reostater

Afhængigt af formålet er modstande opdelt i følgende grupper:

• startmodstande for at begrænse strømmen på tidspunktet for tilslutning af en stationær motor til netværket og for at opretholde strømmen på et vist niveau under dens acceleration;
• bremsemodstande for at begrænse motorstrømmen ved bremsning;
• reguleringsmodstande til regulering af strøm eller spænding i et elektrisk kredsløb;
• ekstra modstande forbundet i serie i kredsløbet elektriske apparater for at reducere stress på det;
• afladningsmodstande, der er forbundet parallelt med viklingerne af elektromagneter eller andre induktanser for at begrænse udløsningsstød eller forsinke frigivelsen af ​​relæer og kontaktorer, sådanne modstande bruges også til at aflade kapacitive lagerenheder;
• ballastmodstande forbundet i serie til kredsløbet for at absorbere en del af energien eller parallelt med kilden for at beskytte den mod overspænding, når belastningen er slukket;
• belastningsmodstande til at skabe en kunstig belastning fra generatorer og andre kilder; de bruges til at teste elektriske apparater;
• varmemodstande til opvarmning af miljøet eller apparater ved lave temperaturer;
• jordingsmodstande forbundet mellem jord og generatorens eller transformerens neutrale punkt for at begrænse kortslutningsstrømme til jord og mulige overspændinger under jording;
• indstilling af modstande til at indstille en bestemt værdi af strøm eller spænding i energimodtagere.

Start-, stop-, afladnings- og jordmodstandene er primært designet til kortvarig drift og skal have så lang opvarmningstid som muligt.

Der er ingen særlige krav til stabiliteten af ​​disse modstande. Alle andre modstande arbejder primært i kontinuerlig drift og kræver den nødvendige køleflade. Modstanden af ​​disse modstande skal være stabil inden for de specificerede grænser.

Afhængigt af trådens materiale skelnes metal-, væske-, kulstof- og keramiske modstande. V industrielt elektrisk drev mest almindelige metalmodstande. Keramiske modstande (med ikke-lineær modstand) er meget udbredt i højspændingsafledere.

Resistor kildemateriale

For at reducere de overordnede dimensioner af startmodstandene bør den specifikke modstand af det materiale, der anvendes til dets fremstilling, være så høj som muligt. Tilladelig driftstemperatur for materialet, den bør også være så stor som muligt for at reducere vægten af ​​materialet og den nødvendige køleflade.

For at modstanden i modstanden skal afhænge mindst muligt af temperaturen, temperaturkoefficient for modstand (TCS) modstand skal være så lille som muligt. Modstandsmateriale beregnet til drift i luft må ikke korrodere eller skal danne en modstående beskyttelsesfilm.

Der er lidt stål elektrisk modstand… I luften oxiderer stål intensivt, og derfor bruges det kun i rheostater fyldt med transformerolie. I dette tilfælde bestemmes stålets arbejdstemperatur af opvarmningen af ​​transformatorolien og overstiger ikke 115 °C.

På grund af den høje TCR-værdi er stål ikke anvendeligt til stabile modstandsmodstande. Den eneste fordel ved stål er dets billighed.

Elektrisk støbejern har en væsentlig højere elektrisk modstand og betydelig TCR end stål. Arbejdstemperaturen for støbejern når 400 ° C... Støbejernsmodstande har normalt en zigzag-form. På grund af støbejerns skrøbelighed opnås den nødvendige mekaniske styrke af startmodstandselementerne ved at øge deres tværsnit. Derfor er støbejernsmodstande velegnede til drift ved høje strømme og kræfter.

På grund af utilstrækkelig modstand mod mekaniske påvirkninger (vibrationer, stød) bruges støbejernsmodstande kun i stationære installationer.

Specifik elektrisk modstand plade elektrisk stål på grund af tilsætning af silicium, er det næsten tre gange højere end almindeligt stål. Stålmodstande har en zigzag-form og er fremstillet af metalplade ved stempling. På grund af den store TCR bruges stålplade kun til startmodstande, normalt monteret i transformer olie.

Til modstande med øget modstand kan anvendes konstantan, som ikke korroderer i luft og har en maksimal driftstemperatur på 500 ° C. Den høje modstand gør det muligt at skabe konstantan-baserede små modstande. Constantan er meget udbredt i tråd- og tapeform.

Til produktion af varmemodstande bruges hovedsageligt nichrom, som har en høj elektrisk modstand og driftstemperatur.

For modstande med høj modstandsmodstand, manganin med en driftstemperatur på ikke mere end 60 gr. S.

Sådan fungerer startmodstande

Tråd eller tape spiralmodstande er lavet ved at vikle på en cylindrisk dorn «turn for turn». Det nødvendige mellemrum mellem vindingerne etableres ved at strække spiralen og fastgøre den til de understøttende isolatorer i form af porcelænsruller.

Ulempen ved dette design er lav stivhed, på grund af hvilken kontakten af ​​tilstødende vindinger er mulig, hvilket kræver en reduktion i materialets driftstemperatur (100 ° C for en konstantanspole). Da den termiske kapacitet af en sådan modstand kun bestemmes af massen af ​​det resistive materiale, er opvarmningstiden for sådanne modstande lille.

Det anbefales at bruge modstande i form af en spiral til langvarig drift, da varme spredes fra hele overfladen af ​​ledningen eller strimlen.

For at øge spiralens stivhed kan tråden vikles på en keramisk rørlignende ramme med en spiralrille på overfladen, hvilket forhindrer vindingerne i at lukke sig om sig selv. Dette design giver dig mulighed for at øge modstandens driftstemperatur fra konstantan til 500 ° C.Selv ved kortvarig drift mere end fordobler stellet varmekonstanten på grund af dens store masse.

Ved d <0,3 mm er rillerne på rammens overflade ikke lavet, og isoleringen mellem vindingerne skabes på grund af den skala (oxidfilm), der dannes, når tråden opvarmes. For at beskytte mod mekanisk skade er ledningen dækket med varmebestandig glasemalje. Sådanne rørmodstande bruges i vid udstrækning til styring af laveffektmotorer, såsom afladning, yderligere modstande i automatiseringskredsløb osv. Den maksimale effekt, ved hvilken deres temperatur ikke overstiger den maksimalt tilladte, er 150 W, og varmekonstanten er 200 — 300 p. På grund af den teknologiske kompleksitet af produktionen af ​​store rammer, bruges disse modstande ikke ved høje kræfter.

Til start af motorer op til 10 kW såkaldte wire- eller stripfelter, nogle gange kaldet sløjfemodstande. Porcelæns- eller fedtstensisolatorer monteres på en stålplade. Konstantantråden er viklet i riller på overfladen af ​​isolatorerne. Til højstrømsmodstande bruges tape.

Koefficienten for varmeoverførsel i forhold til lederens overflade er kun 10-14 W / (m2- ° C). Derfor er kølebetingelserne for en sådan modstand værre end for en fri helix. På grund af isolatorernes lave masse og lederens svage termiske kontakt med metalpladen er varmekonstanten for rammemodstanden omtrent den samme som i fravær af rammen. Den maksimalt tilladte temperatur er 300 °C.

Strømtab når op på 350 watt. Normalt er flere modstande af denne type samlet i en blok.

For motorer med en effekt på tre til flere tusinde kilowatt bruges højtemperaturmodstande baseret på varmebestandige legeringer 0X23Yu5. For at reducere de overordnede dimensioner og opnå den nødvendige stivhed, vikles den varmebestandige tape rundt om ribben og placeres i de riller, der fastgør placeringen af ​​de enkelte bøjninger. Fem 450 W modstande er installeret i én blok, som kan parallelkobles ved høje strømme.

Termiske modstande har en lav TCR og høj mekanisk stivhed, hvorfor de er meget udbredt i enheder udsat for høj mekanisk belastning. Disse modstande har høj termisk stabilitet. Kortvarig opvarmning op til 850 ° C er tilladt med en langsigtet tilladt temperatur på 300 ° C.

Støbejernsmodstande er meget udbredt til motorer med effekt fra tre til flere tusinde kilowatt.

Ved den maksimale driftstemperatur for støbejern på 400 ° C tages modstandenes nominelle effekt baseret på en temperatur på 300 ° C. Støbejernsmodstandens modstand er stort set afhængig af temperaturen, så de bruges kun som udgange.

Et sæt støbejernsmodstande er samlet i standardkasser ved hjælp af stålstænger isoleret fra støbejern med micanit. Hvis det er nødvendigt at lave vandhaner til en modstand, er de lavet ved hjælp af specielle klemmer, der er installeret mellem tilstødende modstande forbundet i serie.

Den samlede effekt af modstandene installeret i en boks bør ikke overstige 4,5 kW. Under installationen monteres modstandskasserne oven på hinanden. I dette tilfælde vasker den opvarmede luft i de nederste kasser de øverste, hvilket forringer afkølingen af ​​sidstnævnte.

Ved kritiske elektriske drev anbefales det at samle rheostaten fra standardkasser (uden haner inde i kassen). Hvis modstanden i boksen er beskadiget, genoprettes kredsløbet hurtigt ved at udskifte den defekte boks med en ny.

Da temperaturen i luften nær modstanden er høj, skal ledninger og samleskinner enten være tilstrækkelig varmebestandige eller slet ikke isoleres.

Valg af modstande

Modstanden for startmodstanden blev valgt således, at startstrømmen var begrænset og ikke var farlig for motoren (transformatoren) og det elektriske netværk. På den anden side bør værdien af ​​denne modstand sikre start af motoren i den nødvendige tid.

Efter beregning af modstanden udføres beregningen og valget af varmemodstanden. Temperaturen på modstanden i enhver tilstand bør ikke overstige det tilladte for dette design.