13. Устройство и принцип работы резисторов, контроллеров. [13]

Резистор — самостоятельный элемент (или часть электрическо­го аппарата), предназначенный для ограничения или регулирования тока и напряжения в цепи. Изготовляют резисторы из материалов с высоким электрическим сопротивлением. Резисторы в виде отдель­ных конструктивных элементов могут быть бескаркасными, на теп­лоемком каркасе, рамочными, чугунными литыми или стальными штампованными. Несколько элементов, собранных по определенной электрической схеме и объединенных в единый конструктивный узел, называются ящиком резисторов.

Р езистор на теплоемком каркасе в виде цилиндра или трубки из жаростойкого материала с достаточной диэлектрической прочностью (фарфор, стеатит, шамот и др.) показан на рис. 4.1. Намотка прово­локи 2 на цилиндр 1 обеспечивает жесткость конструкции и повы­шает общую теплоемкость элемента за счет теплоемкости цилинд­ра. Цилиндр имеет винтообразный желобок, глубина и шаг которо­го зависят от диаметра укладываемой проволоки. Применяют про­волоку диаметром 0,3... 2,0 мм. Выводы от ступеней сопротивления выполняют с помощью хомутиков 3. Осевое отверстие в цилиндре служит для крепления резистора в ящике (цилиндр надевают на стер­жень). По условиям технологии цилиндры изготовляют небольших размеров на малые мощности резисторов (до 105 Вт).

Для проволок малых диаметров применяют цилиндры без желоб­ков. Для улучшения теплоотдачи и предохранения проволоки от сползания ее покрывают сверху слоем эмали или стекла. Резисторы подобной конструкции имеют мощность от 5 до 150 Вт и сопротив­ление от 1 Ом до 50 кОм. Они могут быть с гибкими или жесткими выводами, нерегулируемыми или регулируемыми.

Примеры рамочных резисторов показаны на рис. 4.2. Каркасом (рамкой) таких резисторов служит стальная пластина 1, на боковых ребрах которой укреплены фарфоровые или стеатитовые изоляторы 2 (наездники). Изоляторы имеют углубления, в которые укладыва­ют проволоку или ленту сопротивления 4. Ленту укладывают либо плашмя (константан), либо на ребро (фехраль). Выводы ступеней сопротивления выполняют в виде хомутиков 3 или припаянных мед­ных наконечников 5. Пластина 1 имеет вырезы для крепления. Для сборки элементов в ящики используют изолированные стержни. Нужные характеристики (сопротивление, ток) получают соответству­ющим соединением отдельных элементов в параллельно-последова­тельные группы. Резисторы из константана выполняют на токи до 35 А (мощность резистора — 350 Вт), а из фехраля — на большие токи. Ящики из фехралевых резисторов изготовляют на большие мощности (от трех до нескольких тысяч киловатт).

Ч угунные литые и стальные штампованные резисторы выполня­ют из элементов зигзагообразной формы с ушками для крепления (рис. 4.3). Тонким пластинам придают жесткость с помощью изоли рованных ребер или путем изгибания краев пластины. Резисторы собирают в ящики в виде пакетов на изолирован­ных стержнях. Необходимую схему со­единений получают соответствующим расположением изоляционных и ме­таллических дистанционных шайб. От­дельные резисторы изготовляют на токи до 250... 300 А, а ящики — 1000 А и более.

Материалы, применяемые для изготовления резисторов, должны обладать высокими удельным электрическим сопротивлением, тем­пературой плавления, механической прочностью и коррозионной стойкостью, а также хорошей обрабатываемостью и малой стоимо­стью. Во многих случаях требуется, чтобы материал имел как мож­но меньший температурный коэффициент сопротивления.

Чистые металлы обладают, как правило, низким удельным сопро­тивлением, поэтому для изготовления резисторов их используют ред­ко. Обычно применяют медно-никелевые, марганцево-медные, хро-моникелевые, железохромовые сплавы, а также литой чугун и сталь. Графит, нефтяной кокс, карборунд и другие подобные материалы идут для изготовления специальных резисторов.

Резисторы могут выполняться для продолжительного (регулиро­вочные, нагрузочные), повторно-кратковременного (пусковые, тор­мозные и т.д.) и кратковременного (разрядные, пусковые, тормозные и т.п.) режимов работы.

Контроллером называется электрический аппарат с ручным управлением, предназначенный для изменения схем подключения электродвигателя к электрическому питанию.

По конструктивному исполнению контроллеры делятся на:

- барабанные;

- кулачковые;

- плоские.

Барабанный контроллер:

На одном валу устанавливается ряд контактных элементов. Имеется сегментно-держатель который изолирован от вала. Барабанный контроллер имеет подвижный и неподвижный контакты. Сегментно-держатели соседних контактных элементов можно соединить между собой в различных необходимых комбинациях.

Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором с помощью барабанного контроллера:

У барабанного контроллера есть 3 положения: вперёд, стоп, назад.

В цепь обмотки ротора двигателя включены резисторы.

В положении «вперёд» контроллера обмотка статора подключается к напряжению сети, а резисторы в цепях обмотки ротора включены полностью (все подключены).

По мере вращения барабана контроллера эти резисторы выводятся из цепи обмотки ротора.

Вследствие малой износостойкости контактов допустимое число включений контроллера в час не превышает 240.

Кулачковый контроллер:

Контроллеры переменного тока (кулачковые) в виду облегчённого гашения дуги могут не иметь дугогасительных устройств. В них устанавливаются только дугостойкие асбестоцементные перегородки.

Контроллеры постоянного тока имеют дугогасительные устройства, которые гасят дугу путём её дробления на более мелкие.

Плоские контроллеры.

При большом числе контактов габариты и масса кулачковых и барабанных контроллеров резко возрастает. В этом случае, если число операций в час при регулировании и пуске не велико применяются плоские контроллеры.

В плоском контроллере на плите из изолированного материала располагаются неподвижные контакты по которым скользит подвижный контакт. Одновременно соприкасающийся с токосъёмной шиной.

КОНТРОЛЛЕРЫ (из учебника):

Контроллеры применяются для управления двигателями постоянного и пере­менного тока, в частности подъемно-транспортных установок. Получение раз­личных схем соединений двигателя с сетью, резистором пусковым и регулиро­вочным и тому подобными устройствами достигается поворотом рукоятки на определенный угол.

Конструктивно контроллер представляет собой многоступенчатое контактное переключающее устройство, не связанное в одно целое с резистором. Отделение переключающего устройства от резистора вызвано либо большими габаритами последнего, либо условиями эксплуатации и размещением оборудования. Например, контроллер располагается в кабине оператора, а резистор выносится за пределы этой кабины.

Контроллеры строятся трех типов: плоские, барабанные и кулачковые.

Плоские контроллеры могут выполняться на большее число ступеней по срав­нению с барабанными и кулачковыми, но переключающая способность их меньше, чем у последних. Они применяются в случаях, когда требуется большое число сту­пеней, а также для одновременного управления и регулирования в нескольких цепях при малых токах и нечастых переключениях. Конструкция их выполняется по прин­ципу переключающих устройств реостатов (см. рис. 17-5).

Барабанные контроллеры, конструкция которых аналогична устройству на рис. 17-7, применяются для управления двигателями мощностью до 75 кВт. Переклю­чающая способность их невелика. Они допускают 120 — 240 переключений в час.

Кулачковые контроллеры допускают до 600 переключений в час. Они могут вы­полняться на большие токи по сравнению с барабанными. Контактное устройство их работает аналогично контактному устройству контакторов, т. е. каждый комму­тационный элемент имеет дугогасительную систему. Поэтому они обладают высо­кой отключающей способностью. Управление контактами осуществляется фи­гурными кулачками. Передача движения через вращающийся ролик обеспечивает малый износ.