Upori za zagon in krmiljenje reostatov

Glede na namen so upori razdeljeni v naslednje skupine:

• začetni upori za omejevanje toka v trenutku priključitve stacionarnega motorja na omrežje in za vzdrževanje toka na določeni ravni med njegovim pospeševanjem;
• zavorni upori za omejevanje toka motorja pri zaviranju;
• regulacijski upori za regulacijo toka ali napetosti v električnem tokokrogu;
• dodatni upori, zaporedno povezani v vezju električni aparati da bi zmanjšali stres na njem;
• razelektritveni upori, povezani vzporedno z navitji elektromagnetov ali drugih induktivnosti za omejevanje prenapetosti sprožitve ali zakasnitev sproščanja relejev in kontaktorjev; takšni upori se uporabljajo tudi za praznjenje kapacitivnih pomnilniških naprav;
• balastni upori, zaporedno povezani z vezjem za absorpcijo dela energije ali vzporedno z virom za zaščito pred prenapetostjo, ko je obremenitev izklopljena;
• obremenitveni upori za ustvarjanje umetne obremenitve iz generatorjev in drugih virov; uporabljajo se za testiranje električnih naprav;
• grelni upori za ogrevanje okolja ali aparatov pri nizkih temperaturah;
• ozemljitveni upori, povezani med zemljo in nevtralno točko generatorja ali transformatorja za omejitev tokov kratkega stika z zemljo in možnih prenapetosti med ozemljitvijo;
• nastavitev uporov za nastavitev določene vrednosti toka ali napetosti v sprejemnikih energije.

Zagonski, zaustavitveni, izpustni in ozemljitveni upori so zasnovani predvsem za kratkotrajno delovanje in morajo imeti čim daljši čas ogrevanja.

Za stabilnost teh uporov ni posebnih zahtev. Vsi ostali upori delujejo predvsem v neprekinjenem delovanju in zahtevajo potrebno hladilno površino. Upornost teh uporov mora biti stabilna v določenih mejah.

Glede na material žice ločimo kovinske, tekoče, ogljikove in keramične upore. V industrijski električni pogon najpogostejši kovinski upori. Keramični upori (z nelinearnim uporom) se pogosto uporabljajo v visokonapetostnih odvodnikih.

Izvorni material upora

Da bi zmanjšali skupne dimenzije začetnih uporov, mora biti specifična odpornost materiala, uporabljenega za njegovo izdelavo, čim višja. Dovoljena delovna temperatura materiala mora biti tudi čim večja, da zmanjšamo težo materiala in zahtevano hladilno površino.

Da bi bil upor upora čim manj odvisen od temperature, temperaturni koeficient upora (TCS) upor mora biti čim manjši. Material upora, namenjen za delovanje na zraku, ne sme korodirati ali mora tvoriti nasprotni zaščitni film.

Jekla je malo električni upor… Na zraku jeklo intenzivno oksidira, zato se uporablja le v reostatih, napolnjenih s transformatorskim oljem.Pri tem je delovna temperatura jekla določena s segrevanjem transformatorskega olja in ne presega 115 °C.

Zaradi visoke vrednosti TCR jeklo ni uporabno za stabilne uporne upore. Edina prednost jekla je njegova poceni.

Električno lito železo ima znatno višjo električno upornost in pomemben TCR kot jeklo. Delovna temperatura litega železa doseže 400 ° C ... Upori iz litega železa imajo običajno cikcakasto obliko. Zaradi krhkosti litega železa se zahtevana mehanska trdnost začetnih uporovnih elementov doseže s povečanjem njihovega preseka. Zato so litoželezni upori primerni za delovanje pri visokih tokovih in močeh.

Zaradi nezadostne odpornosti na mehanske vplive (tresljaje, udarci) se upori iz litega železa uporabljajo samo v stacionarnih instalacijah.

Specifični električni upor jeklene pločevine zaradi dodatka silicija je skoraj trikrat večji od običajnega jekla. Jekleni upori so cikcakaste oblike in so pridobljeni iz pločevine z vtiskovanjem. Zaradi velikega TCR se jeklena pločevina uporablja samo za zagonske upore, običajno vgrajene v transformatorsko olje.

Za upore s povečanim uporom lahko uporabimo konstantan, ki ne korodira na zraku in ima največjo delovno temperaturo 500 ° C. Visoka upornost omogoča ustvarjanje majhnih uporov na osnovi konstantana. Constantan se pogosto uporablja v obliki žice in traku.

Za proizvodnjo grelnih uporov se uporablja predvsem nikrom, ki ima visoko električno upornost in delovno temperaturo.

Za upore z visoko upornostjo se uporablja manganin z delovno temperaturo največ 60 gr. S.

Kako delujejo začetni upori

Žični ali tračni spiralni upori so izdelani z navijanjem na cilindrični trn "ovitek za zavojem". Potreben razmik med ovoji se vzpostavi tako, da se spirala raztegne in pritrdi na nosilne izolatorje v obliki porcelanastih valjev.

Pomanjkljivost te zasnove je nizka togost, zaradi katere je možen stik sosednjih zavojev, kar zahteva znižanje delovne temperature materiala (100 ° C za konstantno tuljavo). Ker je toplotna zmogljivost takega upora določena samo z maso uporovnega materiala, je čas segrevanja takih uporov majhen.

Za dolgotrajno delovanje je priporočljivo uporabljati upore v obliki spirale, saj se toplota odvaja s celotne površine žice ali traku.

Za povečanje togosti spirale lahko žico navijete na keramično cevast okvir s spiralnim utorom na površini, ki preprečuje, da bi se zavoji zaprli vase. Ta zasnova vam omogoča, da povečate delovno temperaturo upora s konstantana na 500 ° C.Tudi pri kratkotrajnem delovanju okvir zaradi velike mase več kot podvoji ogrevalno konstanto.

Pri d <0,3 mm se utori na površini okvirja ne naredijo, izolacija med zavoji pa nastane zaradi lestvice (oksidnega filma), ki nastane pri segrevanju žice. Za zaščito pred mehanskimi poškodbami je žica prekrita s toplotno odpornim steklenim emajlom. Takšni cevni upori se pogosto uporabljajo za krmiljenje motorjev z nizko močjo, kot so praznjenje, dodatni upori v avtomatskih vezjih itd. Največja moč, pri kateri njihova temperatura ne presega največje dovoljene, je 150 W, konstanta ogrevanja pa je 200-300 p Zaradi tehnološke zapletenosti proizvodnje velikih okvirjev se ti upori ne uporabljajo pri velikih močeh.

Za zagon motorjev do 10 kW tako imenovana žična ali tračna polja, včasih imenovana zankasti upori. Izolatorji iz porcelana ali milnice so nameščeni na jekleno ploščo. Konstantanska žica je navita v utore na površini izolatorjev. Za visokotokovne upore se uporablja trak.

Koeficient prenosa toplote glede na površino prevodnika je le 10-14 W / (m2- ° C). Zato so pogoji hlajenja za tak upor slabši kot za prosto vijačnico. Zaradi majhne mase izolatorjev in šibkega toplotnega stika vodnika s kovinsko ploščo je konstanta ogrevanja okvirnega upora približno enaka kot v odsotnosti okvirja. Najvišja dovoljena temperatura je 300 °C.

Disipacija moči doseže 350 vatov. Običajno je več uporov te vrste sestavljenih v enem bloku.

Za motorje z močjo od tri do nekaj tisoč kilovatov se uporabljajo visokotemperaturni upori na osnovi toplotno odpornih zlitin 0X23Yu5. Da bi zmanjšali skupne dimenzije in pridobili potrebno togost, je toplotno odporen trak navit okoli rebra in nameščen v utore, ki fiksirajo položaj posameznih krivin. V enem bloku je nameščenih pet uporov 450 W, ki jih je možno povezati vzporedno pri visokih tokovih.

Toplotni upori imajo nizek TCR in visoko mehansko togost, zato se pogosto uporabljajo v napravah, ki so izpostavljene visokim mehanskim obremenitvam. Ti upori imajo visoko toplotno stabilnost. Dovoljeno je kratkotrajno segrevanje do 850 °C z dolgotrajno dopustno temperaturo 300 °C.

Upori iz litega železa se pogosto uporabljajo za motorje z močjo od tri do nekaj tisoč kilovatov.

Pri najvišji delovni temperaturi litega železa 400 ° C se nazivna moč uporov vzame na podlagi temperature 300 ° C. Upornost uporov iz litega železa je v veliki meri odvisna od temperature, zato se uporabljajo samo kot izhodi.

Komplet uporov iz litega železa je sestavljen v standardnih škatlah z uporabo jeklenih palic, izoliranih iz litega železa z mikanitom. Če je potrebno izdelati pipe za upor, so izdelane s posebnimi sponkami, ki so nameščene med sosednjimi zaporedno povezanimi upori.

Skupna moč uporov, nameščenih v eni škatli, ne sme presegati 4,5 kW. Med namestitvijo so uporne škatle nameščene ena na drugo. V tem primeru ogrevan zrak v spodnjih škatlah opere zgornje, kar poslabša hlajenje slednjih.

Za kritične električne pogone je priporočljivo sestaviti reostat iz standardnih škatel (brez pip v škatli). Če je upor v škatli poškodovan, se vezje hitro obnovi z zamenjavo okvarjene škatle z novo.

Ker je temperatura zraka v bližini upora visoka, morajo biti žice in zbiralke dovolj toplotno odporne ali pa sploh ne smejo biti izolirane.

Izbira uporov

Upornost zagonskega upora je bila izbrana tako, da je bil zagonski tok omejen in ni nevaren za motor (transformator) in električno omrežje. Po drugi strani pa mora vrednost tega upora zagotoviti zagon motorja za zahtevani čas.

Po izračunu upora se izvede izračun in izbira grelnega upora. Temperatura upora v katerem koli načinu ne sme preseči dovoljene za to zasnovo.