ตัวต้านทานสำหรับสตาร์ทและควบคุมรีโอสแตท

ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ ตัวต้านทานแบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้:

• ตัวต้านทานเริ่มต้นเพื่อ จำกัด กระแสในขณะที่เชื่อมต่อมอเตอร์อยู่กับที่กับเครือข่ายและรักษากระแสในระดับหนึ่งระหว่างการเร่งความเร็ว
• ตัวต้านทานการเบรกเพื่อจำกัดกระแสมอเตอร์เมื่อเบรก
• การควบคุมตัวต้านทานสำหรับควบคุมกระแสหรือแรงดันในวงจรไฟฟ้า
• ตัวต้านทานเพิ่มเติมที่ต่อเป็นอนุกรมในวงจร เครื่องใช้ไฟฟ้า เพื่อลดความเครียดลง
• ตัวต้านทานการคายประจุที่ต่อขนานกับขดลวดของแม่เหล็กไฟฟ้าหรือตัวเหนี่ยวนำอื่นๆ เพื่อจำกัดไฟกระชากสะดุดหรือชะลอการปล่อยรีเลย์และคอนแทค ตัวต้านทานดังกล่าวยังใช้เพื่อคายประจุอุปกรณ์เก็บข้อมูลแบบคาปาซิทีฟ
• ตัวต้านทานบัลลาสต์ที่ต่ออนุกรมกับวงจรเพื่อดูดซับพลังงานส่วนหนึ่งหรือขนานกับแหล่งกำเนิดเพื่อป้องกันแรงดันไฟเกินเมื่อปิดโหลด
• ตัวต้านทานโหลดเพื่อสร้างโหลดเทียมจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแหล่งอื่น ๆ ใช้สำหรับทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้า
• ตัวต้านทานความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่สิ่งแวดล้อมหรืออุปกรณ์ที่อุณหภูมิต่ำ
• ตัวต้านทานต่อสายดินที่เชื่อมต่อระหว่างกราวด์และจุดที่เป็นกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือหม้อแปลงเพื่อจำกัดกระแสลัดวงจรลงกราวด์และไฟกระชากที่เป็นไปได้ระหว่างการต่อลงดิน
• การตั้งค่าตัวต้านทานเพื่อตั้งค่ากระแสหรือแรงดันในตัวรับพลังงาน

ตัวต้านทานการสตาร์ท การหยุด การคายประจุ และกราวด์ได้รับการออกแบบมาสำหรับการทำงานระยะสั้นเป็นหลัก และควรมีเวลาอุ่นเครื่องให้นานที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

ไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับความเสถียรของตัวต้านทานเหล่านี้ ตัวต้านทานอื่นๆ ทั้งหมดทำงานในการทำงานต่อเนื่องเป็นหลัก และต้องการพื้นผิวระบายความร้อนที่จำเป็น ความต้านทานของตัวต้านทานเหล่านี้ต้องคงที่ภายในขอบเขตที่กำหนด

ตัวต้านทานโลหะของเหลวคาร์บอนและเซรามิกขึ้นอยู่กับวัสดุของลวด V ไดรฟ์ไฟฟ้าอุตสาหกรรมตัวต้านทานโลหะที่พบมากที่สุด ตัวต้านทานเซรามิก (ที่มีความต้านทานไม่เป็นเชิงเส้น) ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าแรงสูง

วัสดุแหล่งที่มาของตัวต้านทาน

เพื่อลดขนาดโดยรวมของตัวต้านทานเริ่มต้น ความต้านทานเฉพาะของวัสดุที่ใช้ในการผลิตควรสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อุณหภูมิในการทำงานที่อนุญาตของวัสดุนั้นควรใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อลดน้ำหนักของวัสดุและพื้นผิวระบายความร้อนที่ต้องการ

เพื่อให้ความต้านทานของตัวต้านทานขึ้นอยู่กับอุณหภูมิให้น้อยที่สุด ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน ตัวต้านทาน (TCS) ควรมีขนาดเล็กที่สุด วัสดุตัวต้านทานสำหรับใช้งานในอากาศต้องไม่เป็นสนิมหรือต้องสร้างฟิล์มป้องกันตรงข้าม

เหล็กมีน้อย ความต้านทานไฟฟ้า… ในอากาศ เหล็กออกซิไดซ์อย่างเข้มข้นและดังนั้นจึงใช้เฉพาะในรีโอสแตทที่เติมน้ำมันหม้อแปลงเท่านั้น ในกรณีนี้ อุณหภูมิการทำงานของเหล็กถูกกำหนดโดยความร้อนของน้ำมันหม้อแปลงและไม่เกิน 115 °C

เนื่องจากค่า TCR สูง เหล็กกล้าจึงไม่สามารถใช้ได้กับตัวต้านทานความต้านทานที่เสถียร ข้อได้เปรียบเพียงอย่างเดียวของเหล็กคือราคาถูก

เหล็กหล่อไฟฟ้ามีความต้านทานไฟฟ้าสูงกว่าและมีค่า TCR สูงกว่าเหล็กกล้าอย่างมีนัยสำคัญ อุณหภูมิในการทำงานของเหล็กหล่อสูงถึง 400 °C... ตัวต้านทานเหล็กหล่อมักจะมีรูปร่างซิกแซก เนื่องจากความเปราะบางของเหล็กหล่อ ความแข็งแรงทางกลที่จำเป็นขององค์ประกอบตัวต้านทานเริ่มต้นทำได้โดยการเพิ่มส่วนตัดขวาง ดังนั้นตัวต้านทานเหล็กหล่อจึงเหมาะสำหรับการทำงานที่กระแสและกำลังสูง

เนื่องจากความต้านทานต่ออิทธิพลทางกลไม่เพียงพอ (การสั่นสะเทือน แรงกระแทก) ตัวต้านทานเหล็กหล่อจึงใช้เฉพาะในการติดตั้งแบบอยู่กับที่เท่านั้น

แผ่นต้านทานไฟฟ้าเฉพาะ เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากการเพิ่มของซิลิกอน จึงสูงกว่าเหล็กธรรมดาเกือบสามเท่า ตัวต้านทานเหล็กมีรูปร่างซิกแซกและได้มาจากแผ่นโลหะโดยการปั๊ม เนื่องจาก TCR ขนาดใหญ่ เหล็กแผ่นจึงใช้สำหรับตัวต้านทานสตาร์ทเท่านั้น ซึ่งมักจะติดตั้งใน น้ำมันหม้อแปลง.

สำหรับตัวต้านทานที่มีความต้านทานเพิ่มขึ้น สามารถใช้คอนสแตนแทนซึ่งไม่กัดกร่อนในอากาศและมีอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่ 500 °C ความต้านทานสูงทำให้สามารถสร้างตัวต้านทานขนาดเล็กที่ใช้คอนสแตนแทนได้ Constantan ใช้กันอย่างแพร่หลายในรูปแบบลวดและเทป

สำหรับการผลิตตัวต้านทานความร้อน ส่วนใหญ่จะใช้นิโครมซึ่งมีความต้านทานไฟฟ้าและอุณหภูมิในการทำงานสูง

สำหรับตัวต้านทานที่มีความต้านทานความต้านทานสูง แมงกานีสที่มีอุณหภูมิในการทำงานไม่เกิน 60 กรัม ส.

ตัวต้านทานเริ่มต้นทำงานอย่างไร

ตัวต้านทานแบบเกลียวของลวดหรือเทปทำขึ้นโดยการพันบนแมนเดรลทรงกระบอก «เลี้ยวเพื่อเลี้ยว» ช่องว่างที่ต้องการระหว่างรอบถูกสร้างขึ้นโดยการยืดเกลียวและติดเข้ากับฉนวนรองรับในรูปแบบของลูกกลิ้งพอร์ซเลน

ข้อเสียของการออกแบบนี้คือความแข็งแกร่งต่ำเนื่องจากการสัมผัสของการหมุนที่อยู่ติดกันเป็นไปได้ซึ่งต้องลดอุณหภูมิในการทำงานของวัสดุ (100 ° C สำหรับขดลวดคงที่) เนื่องจากความจุความร้อนของตัวต้านทานนั้นถูกกำหนดโดยมวลของวัสดุตัวต้านทานเท่านั้น เวลาในการทำความร้อนของตัวต้านทานจึงน้อย

ขอแนะนำให้ใช้ตัวต้านทานแบบเกลียวสำหรับการใช้งานในระยะยาว เนื่องจากความร้อนจะกระจายออกจากพื้นผิวทั้งหมดของเส้นลวดหรือแถบ

เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของเกลียว ลวดสามารถพันบนโครงท่อเซรามิกที่มีร่องเกลียวบนพื้นผิว เพื่อป้องกันไม่ให้เกลียวหมุนเข้าหาตัวมันเอง การออกแบบนี้ช่วยให้คุณเพิ่มอุณหภูมิการทำงานของตัวต้านทานจากค่าคงที่ถึง 500 ° Cแม้ในการใช้งานระยะสั้น เฟรมจะเพิ่มค่าคงที่ความร้อนมากกว่าสองเท่าเนื่องจากมีมวลมาก

ที่ d <0.3 มม. ร่องบนพื้นผิวของเฟรมจะไม่ถูกสร้างขึ้น และฉนวนระหว่างรอบจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากสเกล (ฟิล์มออกไซด์) ที่เกิดขึ้นเมื่อลวดร้อน เพื่อป้องกันความเสียหายทางกล ลวดเคลือบด้วยแก้วทนความร้อน ตัวต้านทานแบบท่อดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมมอเตอร์กำลังต่ำ เช่น การคายประจุ ความต้านทานเพิ่มเติมในวงจรอัตโนมัติ เป็นต้น พลังงานสูงสุดที่อุณหภูมิไม่เกินค่าสูงสุดที่อนุญาตคือ 150 W และค่าคงที่ความร้อนคือ 200 — 300 p เนื่องจากความซับซ้อนทางเทคโนโลยีของการผลิตเฟรมขนาดใหญ่ ตัวต้านทานเหล่านี้จึงไม่ใช้กำลังสูง

สำหรับสตาร์ทมอเตอร์ขนาดไม่เกิน 10 กิโลวัตต์ ที่เรียกว่าฟิลด์ลวดหรือแถบ บางครั้งเรียกว่าตัวต้านทานแบบลูป ฉนวนพอร์ซเลนหรือหินสบู่ติดตั้งอยู่บนแผ่นเหล็ก ลวดคอนสแตนแทนพันเป็นร่องบนพื้นผิวของฉนวน สำหรับตัวต้านทานกระแสสูงจะใช้เทป

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่สัมพันธ์กับพื้นผิวของตัวนำมีค่าเพียง 10-14 W / (m2- ° C) ดังนั้นสภาวะการทำความเย็นของตัวต้านทานดังกล่าวจึงแย่กว่าเกลียวอิสระ เนื่องจากฉนวนมีมวลน้อยและการสัมผัสความร้อนที่อ่อนแอของตัวนำกับแผ่นโลหะ ค่าคงที่ความร้อนของตัวต้านทานเฟรมจะใกล้เคียงกับในกรณีที่ไม่มีเฟรม อุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตคือ 300 °C

การกระจายพลังงานถึง 350 วัตต์ โดยปกติแล้วตัวต้านทานประเภทนี้หลายตัวจะประกอบกันในบล็อกเดียว

สำหรับเครื่องยนต์ที่มีกำลังสามถึงหลายพันกิโลวัตต์จะใช้ตัวต้านทานอุณหภูมิสูงที่ใช้โลหะผสมทนความร้อน 0X23Yu5 เพื่อลดขนาดโดยรวมและรับความแข็งแกร่งที่จำเป็น เทปทนความร้อนจะพันรอบซี่โครงและวางในร่องที่ยึดตำแหน่งของส่วนโค้งแต่ละอัน มีการติดตั้งตัวต้านทาน 450 W ห้าตัวในบล็อกเดียวซึ่งสามารถเชื่อมต่อแบบขนานที่กระแสสูง

ตัวต้านทานความร้อนมีค่า TCR ต่ำและความแข็งเชิงกลสูง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ที่ต้องรับแรงเค้นเชิงกลสูง ตัวต้านทานเหล่านี้มีเสถียรภาพทางความร้อนสูง อนุญาตให้ทำความร้อนในระยะสั้นได้สูงถึง 850 ° C โดยมีอุณหภูมิที่อนุญาตในระยะยาว 300 ° C

ตัวต้านทานเหล็กหล่อใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับมอเตอร์ที่มีกำลังตั้งแต่สามถึงหลายพันกิโลวัตต์

ที่อุณหภูมิการทำงานสูงสุดของเหล็กหล่อ 400 ° C กำลังไฟของตัวต้านทานจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ 300 ° C ความต้านทานของตัวต้านทานเหล็กหล่อขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นจึงใช้เป็นเอาต์พุตเท่านั้น

ชุดตัวต้านทานเหล็กหล่อประกอบในกล่องมาตรฐานโดยใช้แท่งเหล็กหุ้มฉนวนจากเหล็กหล่อด้วยไมคาไนต์ หากจำเป็นต้องทำก๊อกสำหรับตัวต้านทานจะทำโดยใช้ที่หนีบพิเศษซึ่งติดตั้งระหว่างตัวต้านทานที่อยู่ติดกันซึ่งเชื่อมต่อเป็นอนุกรม

กำลังรวมของตัวต้านทานที่ติดตั้งในกล่องเดียวไม่ควรเกิน 4.5 กิโลวัตต์ ระหว่างการติดตั้ง กล่องตัวต้านทานจะติดตั้งทับกัน ในกรณีนี้อากาศร้อนในกล่องด้านล่างจะล้างกล่องด้านบนทำให้การระบายความร้อนของกล่องหลังลดลง

สำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าที่สำคัญ ขอแนะนำให้ประกอบรีโอสแตทจากกล่องมาตรฐาน (โดยไม่ต้องใช้ก๊อกภายในกล่อง) หากตัวต้านทานในกล่องเสียหาย วงจรจะถูกกู้คืนอย่างรวดเร็วโดยการเปลี่ยนกล่องใหม่ที่ชำรุด

เนื่องจากอุณหภูมิของอากาศใกล้ตัวต้านทานสูง สายไฟและบัสบาร์จึงต้องทนความร้อนเพียงพอหรือไม่หุ้มฉนวนเลย

การเลือกตัวต้านทาน

เลือกความต้านทานของตัวต้านทานเริ่มต้นเพื่อให้กระแสเริ่มต้นถูก จำกัด และไม่เป็นอันตรายต่อมอเตอร์ (หม้อแปลง) และเครือข่ายไฟฟ้า ในทางกลับกัน ค่าของความต้านทานนี้ควรทำให้สตาร์ทมอเตอร์ตามเวลาที่กำหนด

หลังจากคำนวณความต้านทานแล้ว การคำนวณและการเลือกตัวต้านทานความร้อนจะดำเนินการ อุณหภูมิของตัวต้านทานในโหมดใด ๆ ไม่ควรเกินค่าที่อนุญาตสำหรับการออกแบบนี้