Resistències per engegar i controlar reòstats

Depenent del propòsit, les resistències es divideixen en els següents grups:

• resistències d'arrencada per limitar el corrent en el moment de connectar un motor estacionari a la xarxa i per mantenir el corrent a un cert nivell durant la seva acceleració;
• resistències de frenada per limitar el corrent del motor en frenar;
• resistències de regulació per regular el corrent o la tensió en un circuit elèctric;
• resistències addicionals connectades en sèrie al circuit aparell elèctric per reduir-ne l'estrès;
• Resistències de descàrrega connectades en paral·lel amb els bobinatges d'electroimants o altres inductàncies per limitar les sobretensions o retardar l'alliberament de relés i contactors, aquestes resistències també s'utilitzen per descarregar dispositius d'emmagatzematge capacitiu;
• resistències de balast connectades en sèrie al circuit per absorbir part de l'energia o en paral·lel a la font per protegir-la de sobretensions quan la càrrega està apagada;
• resistències de càrrega per crear una càrrega artificial a partir de generadors i altres fonts; s'utilitzen per provar aparells elèctrics;
• resistències de calefacció per escalfar l'ambient o aparells a baixes temperatures;
• resistències de posada a terra connectades entre terra i el punt neutre del generador o transformador per limitar els corrents de curtcircuit a terra i possibles sobretensions durant la connexió a terra;
• Configuració de resistències per establir un determinat valor de corrent o tensió en receptors d'energia.

Les resistències d'arrencada, parada, descàrrega i terra estan dissenyades principalment per a un funcionament a curt termini i haurien de tenir un temps d'escalfament el més llarg possible.

No hi ha requisits especials per a l'estabilitat d'aquestes resistències. Totes les altres resistències funcionen principalment en funcionament continu i requereixen la superfície de refrigeració necessària. La resistència d'aquestes resistències ha de ser estable dins dels límits especificats.

Segons el material del cable, es distingeixen resistències metàl·liques, líquides, de carboni i ceràmiques. V d'accionament elèctric industrial resistències metàl·liques més comunes. Les resistències ceràmiques (amb resistència no lineal) s'utilitzen àmpliament en pararrats d'alta tensió.

Material font de la resistència

Per tal de reduir les dimensions generals de les resistències d'arrencada, la resistència específica del material utilitzat per a la seva fabricació ha de ser el més alta possible. La temperatura de funcionament permesa del material, també ha de ser el més gran possible per reduir el pes del material i la superfície de refrigeració necessària.

Perquè la resistència de la resistència depengui el menys possible de la temperatura, coeficient de resistència a la temperatura (TCS) ha de ser el més petit possible. El material de resistència destinat al funcionament a l'aire no s'ha de corroir o ha de formar una pel·lícula protectora oposada.

Hi ha poc acer resistència elèctrica... A l'aire, l'acer s'oxida intensament i, per tant, només s'utilitza en reòstats plens d'oli de transformador. En aquest cas, la temperatura de treball de l'acer està determinada per l'escalfament de l'oli del transformador i no supera els 115 ° C.

A causa de l'alt valor de TCR, l'acer no és aplicable a resistències de resistència estable. L'únic avantatge de l'acer és el seu baix cost.

El ferro colat elèctric té una resistivitat elèctrica significativament més alta i un TCR significatiu que l'acer. La temperatura de treball del ferro colat arriba als 400 ° C... Les resistències de ferro colat solen tenir forma de ziga-zaga. A causa de la fragilitat del ferro colat, la resistència mecànica requerida dels elements de resistència d'arrencada s'aconsegueix augmentant la seva secció transversal. Per tant, les resistències de ferro colat són adequades per funcionar amb corrents i potències elevades.

A causa de la resistència insuficient a les influències mecàniques (vibracions, cops), les resistències de ferro colat només s'utilitzen en instal·lacions estacionàries.

Resistència elèctrica específica de xapa d'acer elèctric a causa de l'addició de silici, és gairebé tres vegades superior a la de l'acer normal. Les resistències d'acer tenen forma de ziga-zaga i s'obtenen de xapa per estampació. A causa del gran TCR, la xapa d'acer només s'utilitza per a les resistències d'arrencada, normalment muntades oli del transformador.

Per a resistències amb resistència augmentada, es pot utilitzar constantan, que no es corroeix a l'aire i té una temperatura màxima de funcionament de 500 ° C. L'alta resistència permet crear petites resistències basades en constantan. Constantan s'utilitza àmpliament en forma de filferro i cinta.

Per a la producció de resistències de calefacció, s'utilitza principalment el nicrom, que té una alta resistència elèctrica i temperatura de funcionament.

Per a resistències amb alta resistència, manganina amb una temperatura de funcionament no superior a 60 gr. S.

Com funcionen les resistències d'arrencada

Les resistències en espiral de filferro o cinta es fabriquen enrotllant sobre un mandril cilíndric «gir per volta». L'espai necessari entre els girs s'estableix estirant l'espiral i connectant-lo als aïllants de suport en forma de corrons de porcellana.

L'inconvenient d'aquest disseny és la baixa rigidesa, per la qual cosa és possible el contacte de girs adjacents, que requereix una reducció de la temperatura de funcionament del material (100 ° C per a una bobina constantan). Com que la capacitat tèrmica d'aquesta resistència només està determinada per la massa del material resistiu, el temps d'escalfament d'aquestes resistències és petit.

Es recomana utilitzar resistències en forma d'espiral per a un funcionament a llarg termini, ja que la calor es dissipa de tota la superfície del cable o cinta.

Per augmentar la rigidesa de l'espiral, el cable es pot enrotllar en un marc de tub de ceràmica amb una ranura en espiral a la superfície, evitant que els girs es tanquin sobre ells mateixos. Aquest disseny us permet augmentar la temperatura de funcionament de la resistència de constantan a 500 ° C.Fins i tot en operacions a curt termini, el marc duplica més que la constant de calefacció a causa de la seva gran massa.

A d <0,3 mm, les ranures a la superfície del marc no es fan i l'aïllament entre les espires es crea a causa de l'escala (pel·lícula d'òxid) que es forma quan el cable s'escalfa. Per protegir-se dels danys mecànics, el cable està cobert amb un esmalt de vidre resistent a la calor. Aquestes resistències de tub s'utilitzen àmpliament per controlar motors de baixa potència, com ara descàrrega, resistències addicionals en circuits d'automatització, etc. La potència màxima a la qual la seva temperatura no supera la màxima admissible és de 150 W i la constant de calefacció és de 200 a 300 p. A causa de la complexitat tecnològica de la producció de marcs grans, aquestes resistències no s'utilitzen a grans potències.

Per a l'arrencada de motors de fins a 10 kW els anomenats camps de cable o cinta, de vegades anomenats resistències de bucle. Els aïllants de porcellana o esteatita estan muntats sobre una placa d'acer. El cable constantan s'enrotlla en solcs a la superfície dels aïllants. Per a resistències de corrent elevat, s'utilitza cinta.

El coeficient de transferència de calor en relació a la superfície del conductor és de només 10-14 W / (m2- ° C). Per tant, les condicions de refrigeració d'aquesta resistència són pitjors que les d'una hèlix lliure. A causa de la poca massa dels aïllants i del contacte tèrmic feble del conductor amb la placa metàl·lica, la constant de calefacció de la resistència del marc és aproximadament la mateixa que en absència del marc. La temperatura màxima permesa és de 300 °C.

La dissipació de potència arriba als 350 watts. En general, diverses resistències d'aquest tipus es munten en un bloc.

Per als motors amb una potència de tres a diversos milers de quilowatts, s'utilitzen resistències d'alta temperatura basades en aliatges resistents a la calor 0X23Yu5. Per tal de reduir les dimensions generals i obtenir la rigidesa necessària, la cinta resistent a la calor s'enrotlla al voltant de la costella i es col·loca a les ranures que fixen la posició dels corbes individuals. S'instal·len cinc resistències de 450 W en un bloc, que es poden connectar en paral·lel a corrents elevats.

Les resistències tèrmiques tenen un TCR baix i una alta rigidesa mecànica, per això s'utilitzen àmpliament en dispositius exposats a una gran tensió mecànica. Aquestes resistències tenen una alta estabilitat tèrmica. Es permet l'escalfament a curt termini fins a 850 ° C amb una temperatura permesa a llarg termini de 300 ° C.

Les resistències de ferro colat s'utilitzen àmpliament per a motors amb potència de tres a diversos milers de quilowatts.

A la temperatura màxima de funcionament del ferro colat de 400 ° C, la potència nominal de les resistències es pren en funció d'una temperatura de 300 ° C. La resistència de les resistències de ferro colat depèn en gran mesura de la temperatura, de manera que només s'utilitzen com a sortides.

Un conjunt de resistències de ferro colat es munten en caixes estàndard mitjançant barres d'acer aïllades de ferro colat amb micanite. Si cal fer aixetes per a una resistència, es fan amb pinces especials que s'instal·len entre resistències adjacents connectades en sèrie.

La potència total de les resistències instal·lades en una caixa no ha de superar els 4,5 kW. Durant la instal·lació, les caixes de resistències es munten una sobre l'altra. En aquest cas, l'aire escalfat de les caixes inferiors renta les superiors, perjudicant el refredament d'aquestes últimes.

Per a accionaments elèctrics crítics, es recomana muntar el reòstat a partir de caixes estàndard (sense aixetes dins de la caixa). Si la resistència de la caixa està danyada, el circuit es restaura ràpidament substituint la caixa defectuosa per una de nova.

Atès que la temperatura de l'aire a prop de la resistència és alta, els cables i les barres han de ser prou resistents a la calor o no estar aïllats en absolut.

Selecció de resistències

La resistència de la resistència d'arrencada es va triar de manera que el corrent d'arrencada fos limitat i no fos perillós per al motor (transformador) i la xarxa elèctrica. D'altra banda, el valor d'aquesta resistència ha d'assegurar l'arrencada del motor durant el temps requerit.

Després de calcular la resistència, es fa el càlcul i la selecció de la resistència de calefacció. La temperatura de la resistència en qualsevol mode no ha de superar l'admissible per a aquest disseny.