Резисторы пусковых и пускорегулирующих реостатов

В зависимости от назначения резисторы делятся на следующие группы:

Пусковые, тормозные, разрядные и заземляющие резисторы в основном предназначены для работы в кратковременном режиме и должны иметь возможно большую постоянную времени нагрева.

Особых требований к стабильности этих резисторов не предъявляется. Все остальные резисторы работают в основном в длительном режиме, требуют необходимой поверхности охлаждения. Сопротивление этих резисторов должно быть стабильным в заданных пределах.

Материал пусковых резисторов

С целью уменьшения габаритных размеров пусковых резисторов удельное сопротивление использованного для его изготовления материала должно быть возможно выше. Допустимая рабочая температура материала также должна быть возможно больше, что позволяет сократить массу материала и необходимую поверхность охлаждения.

Для того чтобы сопротивление резистора как можно меньше зависело от температуры, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) резистора должен быть возможно меньше. Материал резисторов, предназначенных для работы на воздухе, не должен подвергаться коррозии либо должен образовывать противостоящую ей защитную пленку.

Сталь имеет малое удельное электрическое сопротивление. На воздухе сталь интенсивно окисляется и поэтому применяется только в реостатах, заполненных трансформаторным маслом. В этом случае рабочая температура стали определяется нагревом трансформаторного масла и не превышает 115°С.

Из-за высокого значения ТКС сталь неприменима для резисторов со стабильным сопротивлением. Единственное достоинство стали — дешевизна.

Из-за недостаточной стойкости к механическим воздействиям (вибрациям, ударам) чугунные резисторы используются только в стационарных установках.

Удельное электрическое сопротивление листовой электротехнической стали за счет присадки кремния почти втрое выше, чем у обычной стали. Стальные резисторы имеют зигзагообразную форму и получаются из листовой стали штамповкой. Из-за большого ТКС листовая сталь применяется только для пусковых резисторов, как правило, устанавливаемых в трансформаторном масле.

Для резисторов с повышенной стабильностью сопротивления может применяться константан, который не подвергается коррозии на воздухе и имеет максимальную рабочую температуру 500 °С. Большое удельное сопротивление позволяет создавать на основе константана малогабаритные резисторы. Константан широко применяется в виде проволоки и ленты.

Для резисторов с высокой стабильностью сопротивления применяется манганин с рабочей температурой не более 60 гр. С.

Как устроены пусковые резисторы

Резисторы в виде спирали из проволоки или ленты изготавливаются путем ее навивки на цилиндрическую оправку «виток к витку». Необходимый зазор между витками устанавливается при растяжении спирали и креплении ее к опорным изоляторам в виде фарфоровых роликов.

Недостатком такой конструкции является малая жесткость, из-за которой возможно соприкосновение соседних витков, что требует снижения рабочей температуры материала (100 °С для константановой спирали). Поскольку теплоемкость такого резистора определяется только массой резистивного материала, постоянная времени нагрева таких резисторов мала.

Для увеличения жесткости спирали проволока может наматываться на керамический каркас в виде трубки со спиральным пазом на поверхности, предотвращающим замыкание витков между собой. Такая конструкция позволяет повысить рабочую температуру резистора из константана до 500 °С. Даже при кратковременном режиме работы каркас более чем в 2 раза увеличивает постоянную времени нагрева за счет своей большой массы.

Рассеиваемая мощность достигает 350 Вт. Обычно несколько резисторов такого типа компонуются в одном блоке.

Для двигателей мощностью от трех до нескольких тысяч киловатт применяются высокотемпературные резисторы на основе жаростойких сплавов 0Х23Ю5. С целью уменьшения габаритных размеров и получения необходимой жесткости жаростойкая лента наматывается на ребро и укладывается в канавки, фиксирующие положение отдельных витков. В одном блоке устанавливается пять резисторов мощностью 450 Вт каждый, которые при больших токах могут быть соединены параллельно.

Чугунные резисторы широко применяются для двигателей мощностью от трех до нескольких тысяч киловатт.

При максимальной рабочей температуре чугуна 400 °С номинальная мощность резисторов принимается из расчета на температуру 300 °С. Сопротивление чугунных резисторов в значительной степени зависит от температуры, поэтому они применяются только как пусковые.

Набор чугунных резисторов собирают в стандартные ящики с помощью стальных стержней, изолированных от чугуна миканитом. Если у резистора необходимо сделать отводы, то они делаются с помощью специальных зажимов, которые устанавливаются между соседними резисторами, соединенными последовательно.

Общая мощность резисторов, установленных в одном ящике, не должна превосходить 4,5 кВт. При монтаже ящики резисторов монтируются друг на друге. При этом воздух, нагретый в нижних ящиках, омывает верхние, ухудшая охлаждение последних.

Для ответственных электроприводов целесообразно реостат собирать из стандартных ящиков (без отводов внутри ящика). При повреждении резистора в ящике работоспособность схемы быстро восстанавливается путем замены неисправного ящика на новый.

Поскольку температура воздуха вблизи резистора высока, токоподводящие провода и шины должны либо иметь достаточно теплостойкую изоляцию, либо вообще не иметь изоляции.

Сопротивление пускового резистора выбирается так, чтобы броски пускового тока были ограничены и были не опасны для двигателя (трансформатора) и питающей сети. С другой стороны, значение этого сопротивления должно обеспечить пуск двигателя за требуемое время.

После расчета сопротивления производятся расчет и выбор резистора по нагреву. Температура резистора в любых режимах не должна превышать допустимую для данной конструкции.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Пусковое сопротивление

Смотреть что такое «Пусковое сопротивление» в других словарях:

пусковое сопротивление — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN starting resistance … Справочник технического переводчика

ПУСКОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — электрич. сопротивление для ограничения пускового тока в силовой цепи электродвигателя … Большой энциклопедический политехнический словарь

ПС — палата советников панель стеновая парк сортировки Парламентское собрание паровично спекающийся (в маркировке угля) паронит специальный Партия самоуправления (Дания; Фарерские острова) Партия самоуправления (Дания) Партия самоуправления (Фарерские … Словарь сокращений русского языка

ПС — полотенцесушитель в маркировке Источник: http://www.center.ru/q99/q99.cgi?formid=2&action=view record&project Пример использования ПС 500 2 18 ПС прицельная система Источник: http://militera.lib.ru/cd/avia/tw/topic.mhtml@node=442 02.htm П … Словарь сокращений и аббревиатур

Постоянного тока электродвигатель — Постоянного тока машина, работающая в режиме двигателя. П. т. э. дороже двигателей переменного тока и требуют больших затрат на обслуживание, однако они позволяют плавно и экономично регулировать частоту вращения в широких пределах,… … Большая советская энциклопедия

Пусковой ток — ток, потребляемый из сети электродвигателем при его пуске. П. т. может во много раз превосходить номинальный ток двигателя, поэтому возникает необходимость его ограничения посредством пускового сопротивления (См. Пусковое сопротивление).… … Большая советская энциклопедия

Таймтактор — (английкий timetactor, от time время и contactor контактор) Контактор с регулируемой выдержкой (задержкой) времени срабатывания. Т. выполняет одновременно функции контактора и Реле времени. Интервал времени между моментом подачи сигнала,… … Большая советская энциклопедия

Электровоз ВЛ19 — ВЛ19 Первый электровоз серии Основные данные … Википедия

ВЛ-19 — Электровоз ВЛ19 Годы постройки 1932 1938 Страна постройки СССР Заводы Коломенский … Википедия

Источник

Типы, характеристики и особенности пускорегулирующих сопротивлений

Пускорегулирующее сопротивление предназначено для регулирования скорости вращения электродвигателя путем его подключения в цепь ротора. В самом начале запуска двигателя с фазным ротором в работу, он испытывает большие перегрузки, вследствие воздействия пусковых токов. Они могут превышать номинальное значение тока в 5-8 раз, что негативно сказывается на рабочем ресурсе электрической машины и питающей электрической сети. Для исключения возможных перегрузок в цепь ротора подключают пускорегулирующее сопротивление, которое эффективно снижает наводимое ЭДС и соответственно значение пускового тока. За счет ступенчатого регулирования тока возбуждения значительно:

Подобные схемы запуска электродвигателей получили широкое распространение в сфере грузоподъемного оборудования, где предъявляют повышенные требования к запуску и динамическому торможению электропривода.

Конструктивные особенности

Пускорегулирующие сопротивления представляют собой реостаты, которые необходимы для ступенчатого регулирования активного сопротивления фазного ротора. В настоящее время их изготавливают в виде отдельных секций, с выводом концов на сборку зажимов. В процессе регулирования параметров электродвигателя величину активного сопротивления изменяют при помощи контактов контроллера путем переключения секций в различные схемы. Общее значение пускорегулирующего сопротивления подбирают с учетом превышения сопротивления обмотки. В качестве сырья для изготовления пускорегулирующего сопротивления используют материалы с большим электрическим сопротивлением: фехраль, константан и их сплавы. Даже при нагревании этих материалов до температуры 300 0 С, они не теряют своих эксплуатационных качеств.

Константан представляет собой сплав никеля, меди и марганца, взятых в определенных пропорциях. Константан характеризуется высоким электрическим сопротивлением при хорошей пластичности. Благодаря этому он хорошо подходит для технологической обработки и изготовления различного рода элементов сопротивления. Кроме хорошей пластичности, константан устойчив к влиянию влаги и агрессивных химических веществ. Это обеспечивает отсутствие окисления контактных соединений и более суровые условия эксплуатации.

Фехраль представляет собой сплав меди, кремния, алюминия, марганца, хрома и железа в четких пропорциях. Фехраль характеризуется высоким электрическим сопротивлением и устойчивостью к агрессивным средам и влаге. Главный недостаток фехрали — это высокая хрупкость, что создает дополнительные трудности при технологической обработке и во время эксплуатации. В недалеком прошлом для изготовления пускорегулирующих сопротивлений широко использовали чугун, но за счет высокой хрупкости этот материал больше не используют.

Для удобства монтажа и последующей эксплуатации пускорегулирующие сопротивления выпускают в форме ящиков, которые могут иметь защищенное или открытое исполнение. При размещении на кране, их монтируют непосредственно вблизи электродвигателя или в кабине управления. При этом уделяют должное внимание оптимизации длины соединительных проводов, эффективному отводу тепла и воздействию на другую аппаратуру, которая расположена поблизости. При монтаже ящиков сопротивлений допускается их установка в вертикальной плоскости в количестве не более трех. Выводы сопротивлений при этом должны располагаться с одной стороны ящиков, что позволит сделать ошиновку максимально короткой.

В настоящее время широкое использование в грузоподъемных механизмах нашли пускорегулирующие сопротивления двух типов: проволочные и ленточные. При этом проволочные типы сопротивлений используют для электродвигателей мощностью до 1600 Вт, а ленточные для электропривода 16 кВт и более. Конструкция ящиков сопротивлений проволочного типа представляет собой специальные металлические держатели, с одетыми на гранях фарфоровыми изоляторами и намотанной проволокой. Требуемое количество подобных компонентов собирают в пакет и стягивают между собой изолированными шпильками. Ящики сопротивлений ленточного типа изготавливают из фехралевой ленты шириной 0,8-1,5 см и толщиной от 0,8 мм до 1,5 мм. Ленту при намотке укладывают на ребро и закрепляют на держателе из стали, который оснащен фарфоровым изолятором. Для сборки фехралевых сопротивлений в ящик также используют изолированные шпильки.

В некоторых типах блоков пускорегулирующих сопротивлений возможно использование комбинированной конструкции, когда несколько типов различных по материалу сопротивлений подключаются в параллельную или последовательную схему. Благодаря подобным новаторским решениям удается получить преимущества различных типов материалов в одном ящике сопротивлений.

Основные характеристики пускорегулирующих сопротивлений

Все пускорегулирующие сопротивления различаются между собой определенными эксплуатационными характеристиками:

Особенности эксплуатации

Пускорегулирующие резисторы рассчитывают на кратковременное включение в цепь ротора. По этой причине длительная работа электрического двигателя с включенным в цепь ротора пускорегулирующим резистором запрещена. В противном случае возможен перегрев элементов сопротивлений и их выход из строя. Пускорегулирующие сопротивления необходимо регулярно осматривать, подтягивать контактные сопротивления и проверять на отсутствие коротких замыканий на корпус. Электрические провода в местах подключения к ящику сопротивления должны располагаться с учетом отсутствия постороннего нагрева и воздействия механических усилий. Большинство ящиков сопротивлений в стандартном исполнении рассчитаны на эксплуатацию при следующих условиях:

Как выбрать пускорегулирующее сопротивление?

Главный критерий, который влияет на выбор пускорегулирующего сопротивления — это величина его активного сопротивления. Оно подбирается с учетом ограничения бросков пускового тока, которые будут безопасны для электрического двигателя и питающей его электрической сети. Но, с другой стороны величина сопротивления должна обеспечить ток, достаточный для запуска электропривода в определенный промежуток времени. С этой целью проводят технико-экономический расчет, где учитывают все возможные факторы влияния на пускорегулирующее сопротивление и электрический двигатель в процессе запуска и последующей работы.

После расчета величины сопротивления пускорегулирующего резистора выполняют его выбор по величине допустимого нагрева. Тепловой расчет представляет собой набор сложных эмпирических формул, которые дают результат в первом приближении. Для типовых схем подключения электропривода пускорегулирующие сопротивления подбирают по справочным таблицам в зависимости от параметров электродвигателя.

ЗАО «КранЭэлектроМаш» предлагает квалифицированную помощь специалистов, которые быстро и профессионально рассчитают все параметры пускорегулирующего резистора и подберут стандартный вариант изделия из линейки нашей продукции. Мы комплексно подходим к решению задачи по подбору пускорегулирующих сопротивлений в зависимости от параметров электрического двигателя и условий эксплуатации. Это обеспечит оптимальное соотношение технико-экономических показателей в сочетании с длительным сроком службы выбранного изделия.

Типы пускорегулирующих сопротивлений

Пускорегулирующие сопротивления изготавливают путем соединения в различной комбинации стандартных наборов блоков резисторов и ящиков сопротивлений, которые разделяют на следующие виды:

Источник: Технический отдел ЗАО «КранЭлектроМаш»

Источник

Ограничения пускового тока с помощью активного или индуктивного сопротивления в статорной цепи асинхронного электродвигателя

При практическом применении систем электроприводов, особенно большой мощности, возникает необходимость в контроле пускового тока, чтобы он не превышал величины, допустимой по условиям падения напряжения в питающей сети. Для реализации этого в асинхронных электроприводах с КЗ ротором последовательно в цепь статора включают активные R или реактивные (пусковые реакторы) Х сопротивления. Это снижает величину питающего напряжения на статорной обмотке и, соответственно, снижает пусковой ток.

Схема с резистивным пуском:

Схема с реакторным пуском:

Также этот способ могут применять и для понижения пускового момента (плавный пуск) в электроприводах малой и средней мощности для снижения влияния ударов, возникающих при прямых пусках, в различных механических передачах. В данном способе пуска асинхронной машины напряжение на зажимах будет представлять собой функцию тока, и, с уменьшением пускового тока, напряжение будет расти.

Расчет моментов и токов для такой схемы включения индукционного (асинхронного) электродвигателя может производится по эквивалентной схеме замещения. Для общности рассмотрения будем считать, что подключено некоторое полное сопротивление Z_д. Схема показана ниже:

Для упрощения расчетов обозначим сопротивление полного рабочего контура:

Данные обозначения позволяют нам упростить расчетную схему:

Эквивалентное сопротивление намагничивающего контура примет вид:

Ток в сопротивлении последовательном равен:

Напряжение на общих зажимах намагничивающего контура и рабочего будет равно:

Ток в рабочем контуре:

Момент электромагнитный индукционного двигателя будет равен:

При практическом использовании выражения момента электромагнитного в него нужно подставить квадрат модуля тока рабочего контура и соответствующее значение скольжения. При включении в цепь статора активного сопротивления r_д вместо общего Z_д общее выражение тока не поменяется, но в знаменателе будет стоять r_д вместо Z_д.

Механическая характеристика асинхронной машины при подключении в цепь статора добавочных активных или реактивных сопротивлений показана ниже:

Где: 1 – характеристика при использовании активного добавочного сопротивления, 2 – реактивного, 3 – естественная характеристика асинхронной электрической машины.

Вид их напрямую зависит от величины добавочного сопротивления, но при всех условиях момент электрической машины при скорости вращения больше нуля будет больше, чем в случая постоянного напряжения на зажимах статора, обеспечивающего пусковой момент той же величины. Применение активных сопротивлений для понижения напряжения на статорной обмотке асинхронной машины при пуске несколько улучшает коэффициент мощности, но обуславливает большие потери энергии. Если применяются пусковые реакторы, то потери энергии снижаются, но ухудшается коэффициент мощности соответственно.

Величину пусковых сопротивлений определяют исходя из условия желаемого тока в цепи статора.

Допустим для пуска асинхронной машины необходимо иметь какой-то пусковой ток, который будет составлять какую-то часть α от номинального:

Отсюда получаем полное сопротивление короткого замыкания:

Расчетные формулы вытекают из фигур:

На этой фигуре изображены треугольники короткого замыкания двигателя и два случая для преобразования их для получения нужного значения Z_ки.

Необходимое активное или реактивное добавочное сопротивление будет равно:

Источник