Отпорници за покретање и контролу реостата

У зависности од намене, отпорници се деле у следеће групе:

• стартни отпорници за ограничавање струје у тренутку повезивања стационарног мотора на мрежу и за одржавање струје на одређеном нивоу током његовог убрзања;
• кочни отпорници за ограничавање струје мотора при кочењу;
• регулациони отпорници за регулисање струје или напона у електричном колу;
• додатни отпорници повезани серијски у колу електрични уређаји како би се смањио стрес на њега;
• отпорници за пражњење спојени паралелно са намотајима електромагнета или других индуктивности да би се ограничили пренапони окидања или одложили отпуштање релеја и контактора, такви отпорници се такође користе за пражњење капацитивних уређаја за складиштење;
• баластни отпорници повезани серијски у коло да апсорбују део енергије или паралелно са извором да би га заштитили од пренапона када је оптерећење искључено;
• отпорници оптерећења за стварање вештачког оптерећења од генератора и других извора; користе се за испитивање електричних апарата;
• грејни отпорници за загревање околине или апарата на ниским температурама;
• отпорници за уземљење повезани између уземљења и неутралне тачке генератора или трансформатора да би се ограничиле струје кратког споја на земљу и могући удари током уземљења;
• подешавање отпорника за постављање одређене вредности струје или напона у пријемницима енергије.

Отпорници за покретање, заустављање, пражњење и уземљење су пројектовани првенствено за краткотрајни рад и треба да имају што дуже време загревања.

Нема посебних захтева за стабилност ових отпорника. Сви остали отпорници раде првенствено у непрекидном раду и захтевају неопходну површину за хлађење. Отпор ових отпорника мора бити стабилан у наведеним границама.

У зависности од материјала жице, разликују се метални, течни, угљенични и керамички отпорници. В индустријски електрични погон најчешћи метални отпорници. Керамички отпорници (са нелинеарним отпором) се широко користе у одводницима високог напона.

Изворни материјал отпорника

Да би се смањиле укупне димензије стартних отпорника, специфични отпор материјала који се користи за његову производњу треба да буде што је могуће већи. Дозвољена радна температура материјала, такође треба да буде што већа да би се смањила тежина материјала и потребна површина за хлађење.

Да би отпор отпорника што мање зависио од температуре, температурни коефицијент отпора (ТЦС) отпорник треба да буде што мањи. Материјал отпорника намењен за рад на ваздуху не сме да кородира или мора да формира супротни заштитни филм.

Челика је мало електрична отпорност… На ваздуху челик интензивно оксидира и зато се користи само у реостатима пуњеним трансформаторским уљем.У овом случају радна температура челика се одређује загревањем трансформаторског уља и не прелази 115°Ц.

Због високе ТЦР вредности, челик није применљив за отпорнике стабилног отпора. Једина предност челика је његова јефтиност.

Електрично ливено гвожђе има знатно већу електричну отпорност и значајан ТЦР од челика. Радна температура ливеног гвожђа достиже 400 ° Ц... Отпорници од ливеног гвожђа обично имају цик-цак облик. Због крхкости ливеног гвожђа, потребна механичка чврстоћа елемената стартног отпорника постиже се повећањем њиховог попречног пресека. Због тога су отпорници од ливеног гвожђа погодни за рад на великим струјама и снагама.

Због недовољне отпорности на механичке утицаје (вибрације, ударе), отпорници од ливеног гвожђа се користе само у стационарним инсталацијама.

Специфични електрични отпор челичног лима због додатка силицијума је скоро три пута већи од обичног челика. Челични отпорници имају цик-цак облик и добијају се од лима штанцањем. Због великог ТЦР-а, челични лим се користи само за почетне отпорнике, обично уграђене трансформаторско уље.

За отпорнике са повећаним отпором може се користити константан, који не кородира на ваздуху и има максималну радну температуру од 500 ° Ц. Висок отпор омогућава стварање малих отпорника на бази константана. Константан се широко користи у облику жице и траке.

За производњу отпорника за грејање углавном се користи нихром, који има висок електрични отпор и радну температуру.

За отпорнике са високим отпором, манганин са радном температуром не већом од 60 гр. С.

Како функционишу стартни отпорници

Жичани или тракасти спирални отпорници се праве намотавањем на цилиндрични трн «окрет за заокрет». Потребан размак између завоја успоставља се истезањем спирале и причвршћивањем на носеће изолаторе у облику порцеланских ваљака.

Недостатак овог дизајна је ниска крутост, због чега је могућ контакт суседних завоја, што захтева смањење радне температуре материјала (100 ° Ц за константан калем). Пошто је топлотни капацитет таквог отпорника одређен само масом отпорног материјала, време загревања таквих отпорника је мало.

Препоручује се употреба отпорника у облику спирале за дуготрајан рад, јер се топлота распршује са целе површине жице или траке.

Да би се повећала крутост спирале, жица се може намотати на оквир налик керамичкој цеви са спиралним жлебом на површини, спречавајући завоје да се затворе у себе. Овај дизајн вам омогућава да повећате радну температуру отпорника са константана на 500 ° Ц.Чак и при краткотрајном раду, рам више него удвостручује константу грејања због своје велике масе.

При д <0,3 мм, жлебови на површини рама се не праве, а изолација између завоја се ствара због каменца (оксидног филма) који настаје при загревању жице. За заштиту од механичких оштећења, жица је прекривена стакленим емајлом отпорним на топлоту. Такви цевни отпорници се широко користе за контролу мотора мале снаге, као што су пражњење, додатни отпори у аутоматизованим колима итд. Максимална снага при којој њихова температура не прелази максимално дозвољену је 150 В, а константа грејања је 200 — 300 п. Због технолошке сложености производње великих рамова, ови отпорници се не користе на великим снагама.

За покретање мотора до 10 кВ такозвана жичана или тракаста поља, која се понекад називају отпорницима петље. Изолатори од порцелана или сапуна се монтирају на челичну плочу. Константанска жица је намотана у жлебове на површини изолатора. За отпорнике велике струје користи се трака.

Коефицијент преноса топлоте у односу на површину проводника је само 10-14 В / (м2- ° Ц). Због тога су услови хлађења за такав отпорник гори него за слободну спиралу. Због мале масе изолатора и слабог топлотног контакта проводника са металном плочом, константа грејања отпорника оквира је приближно иста као у одсуству рама. Максимална дозвољена температура је 300 °Ц.

Расипање снаге достиже 350 вати. Обично је неколико отпорника овог типа састављено у једном блоку.

За моторе снаге од три до неколико хиљада киловата користе се отпорници високе температуре на бази легура отпорних на топлоту 0Кс23Иу5. Да би се смањиле укупне димензије и добила потребна крутост, трака отпорна на топлоту се намотава око ребра и поставља у жлебове који фиксирају положај појединачних кривина. У један блок је уграђено пет отпорника од 450 В који се могу паралелно повезивати при великим струјама.

Термички отпорници имају низак ТЦР и високу механичку крутост, због чега се широко користе у уређајима изложеним великом механичком напрезању. Ови отпорници имају високу термичку стабилност. Дозвољено је краткотрајно загревање до 850 ° Ц са дуготрајном дозвољеном температуром од 300 ° Ц.

Отпорници од ливеног гвожђа се широко користе за моторе снаге од три до неколико хиљада киловата.

При максималној радној температури ливеног гвожђа од 400°Ц, називна снага отпорника се узима на основу температуре од 300°Ц. Отпор отпорника од ливеног гвожђа у великој мери зависи од температуре, па се користе само као излази.

Сет отпорника од ливеног гвожђа се склапа у стандардне кутије помоћу челичних шипки изолованих од ливеног гвожђа са миканитом. Ако је потребно направити славине за отпорник, они се израђују помоћу посебних стезаљки које се уграђују између суседних отпорника повезаних у серију.

Укупна снага отпорника инсталираних у једној кутији не би требало да прелази 4,5 кВ. Током инсталације, кутије отпорника се постављају једна на другу. У овом случају, загрејани ваздух у доњим кутијама пере горње, ометајући хлађење последњег.

За критичне електричне погоне, препоручује се састављање реостата из стандардних кутија (без славина унутар кутије). Ако је отпорник у кутији оштећен, коло се брзо обнавља заменом неисправне кутије новом.

Пошто је температура ваздуха у близини отпорника висока, жице и сабирнице морају бити или довољно отпорне на топлоту или уопште не морају бити изоловане.

Избор отпорника

Отпор стартног отпорника је изабран тако да је стартна струја ограничена и није опасна за мотор (трансформатор) и електричну мрежу. С друге стране, вредност овог отпора треба да обезбеди покретање мотора за потребно време.

Након израчунавања отпора, врши се прорачун и избор отпорника за грејање. Температура отпорника у било ком режиму не би требало да прелази дозвољену за овај дизајн.