Резисторы и ящики резисторов

Резистор – самостоятельный элемент (или часть электрического аппарата), предназначенный для ограничения или регулирования тока и напряжения в цепи. Выполняется из материала с высоким сопротивлением.

Резисторы в виде отдельных конструктивных элементов могут изготовляться бескаркасные, на теплоемком каркасе, рамочные, чугунные литые и стальные штампованные. Несколько элементов, собранных по определенной электрической схеме и объединенных в единый конструктивный узел, называются ящиком резисторов.

Рис. 17-1. Резисторы на теплоемких каркасах

Резистор на теплоемком каркасе в виде цилиндра или трубки из нагревостойкого материала с достаточной диэлектрической прочностью (фарфор, стеатит, шамот и др.) показан на рис. 17-1, а. Намотка на цилиндр обеспечивает жесткость конструкции и повышает общую теплоемкость элемента за счет теплоемкости цилиндра.

Цилиндр имеет винтообразный желобок, глубина и шаг его зависят от диаметра укладываемой проволоки. Применяется проволока диаметром 0,3 – 2мм. Выводы от ступеней сопротивления выполняются при помощи хомутиков. Осевое отверстие служит для крепления в ящиках – цилиндр надевается на стержень. По условиям технологии цилиндры изготовляются небольших размеров на малые мощности (до 105 Вт).

Для проволок малых диаметров применяются цилиндры без желобков. Для улучшения теплоотдачи и предохранения проволоки от сползания резисторы покрываются сверху слоем эмали или стекла. Они изготовляются на мощности от 5 до 150 Вт и сопротивления от 1 Ом до 50 кОм, с гибкими и жесткими выводами, нерегулируемые и регулируемые (рис. 17-1, б).

Рис. 17-2. Рамочные резисторы

Рамочные резисторы показаны на рис. 17-2. Они состоят из стальной пластины 1 (рама, каркас), на боковых ребрах которой укреплены фарфоровые или стеатитовые изоляторы 2 (наездники). Изоляторы имеют углубления, в которые укладывается проволока или лента сопротивления 4. Лента укладывается либо плашмя (константан), либо на ребро (фехраль). Выводы ступеней сопротивления выполняются в виде хомутиков 3 ил» припаянных медных наконечников 5. Пластина имеет вырезы для крепления. Сборка в ящики осуществляется на изолированных стержнях. Нужные характеристики (сопротивление, ток) получаются соответствующим соединением отдель­ных элементов в параллельно-последовательные группы. Резисторы из константана выполняются на токи до 35 А (350 Вт), а из фехраля – на большие токи. Ящики из фехралевых резисторов изготовляются на большие мощности (для двигателей от трех до нескольких тысяч киловатт).

Рис. 17-3. Ящик резисторов, чугунные и стальные резисторы; а и в – чугунные большого и малого габарита; б и г – стальные с ребрами жесткости и толстые
1 – стойки; 2 – резисторы; 3 – изоляционные или металлические шайбы; 4 – присоединительные шины; 5 – изолятор; 6 – изолированный стержень

Резисторы чугунные литые и стальные штампованные выполняются зигзагообразной, формы (рис. 17-3) с ушками для крепления. Тонким пластинам придается жесткость при помощи изолированных ребер или путем изгибания краев пластины. Резисторы собираются в ящики (рис. 17-3) в виде пакетов на изолированных стержнях. Необходимая схема соединений получается соответствующим расположением изоляционных и металлических дистанционных шайб. Отдельные резисторы изготовляются на токи до 250-300 А, а ящики - на токи до 1000 А и более.

Материалы, применяемые для изготовления резисторов, должны обладать высоким удельным электрическим сопротивлением, высокой температурой плавления, механической прочностью и коррозионной стойкостью, хорошей обрабатываемостью и малой стоимостью. Во многих случаях требуется, чтобы материал имел возможно меньший температурный коэффициент.

Чистые металлы обладают, как правило, низким удельным сопротивлением и для изготовления сопротивлений используются редко. Обычно применяют медно-никелевые, марганцево-медные, хромоникелевые, 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.п.) и кратковременного разрядные, пусковые, тормозные и т.п.) режимов работы. Нагрузочная способность резисторов определяется в соответствии с режимом работы

на основании тепловых расчетов.

Нагрузочная способность резисторов при длительном режиме может быть определена из уравнения

(17-1)

Значения коэффициента теплоотдачи k _т для некоторых резисторов приведены в табл. 17-1.

Допустимую нагрузку проволоки или ленты сопротивления удобнее оценивать по допустимому току или плотности тока.

Для проволоки

Так как здесь l – в метрах, d – в миллиметрах, a F – в квадратных сантиметрах, то появился множитель 10. Подставив значения Р и F в уравнение (17-1), получим

Для ленты

Последнее допущение возможно ввиду того, что толщина ленты b мала по сравнению с ее шириной к Аналогично предыдущему получим

При определении нагрузочной способности для повторно-кратковременных и кратковременных режимов следует учитывать теплоемкость каркасов. Постоянная времени нагрева для элементов на теплоемком каркасе

где с _к, G _K – удельная теплоемкость и масса каркаса; с _о, G _o – удельная теплоемкость и масса проволоки (обмотки); β_к – коэффициент, учитывающий участие каркаса в теплоотводе от проволоки (β_к = 0,3 ÷ 0,4 при кратковременном режиме и 0,8 ÷ 0,9 – при длительном).

Дата добавления: 2014-10-15