Резисторы

 

Резисторы как элементы электрической цепи применяются для регулирования или ограничения тока и напряжения. Кроме того, они используются для пуска, регулирования частоты вращения и торможения двигателей, а также для ограничения перенапряжений на обмотках возбуждения машин, катушках электромагнитных аппаратов при их отключении от электрической цепи и т. п.

Если резистор используется как аппарат управления, то он конструктивно связан с аппаратом, имеющим переключающее контактное устройство.

В зависимости от назначения резисторы можно подразделить на пусковые, регулировочные, тормозные, добавочные, экономические, нагрузочные, разрядные, нагревательные и др. Резисторы характеризуются током, рассеиваемой мощностью, постоянной времени нагрева и омическим сопротивлением.

Материалы, применяемые для их изготовления, должны обладать высоким удельным электрическим сопротивлением, большой температурой плавления, возможно меньшим температурным коэффициентом, хорошей механической прочностью и коррозиеустойчи-востью, легко обрабатываться и иметь невысокую стоимость.

Наибольшее применение находят разнообразные сплавы металлов (медно-никелевые, марганцево-медные, хромо-никелевые, железо-хромовые), выполняемые в виде проволоки или ленты. В качестве материала при изготовлении судовых элементов резистора применяются константан, нихром, никелин, фехраль.

Резисторы в виде конструктивных элементов изготовляются из соответствующего материала с арматурой или без нее. Элементы резисторов могут выполняться бескаркасными и на теплоемком (жестком) каркасе. Несколько элементов резистора, соединенных между собой по определенной электрической схеме и размещенные в общем кожухе, называются ящиком резисторов.

Используемые в стационарных установках бескаркасные элементы изготовляются из проволоки или ленты в виде цилиндрических спиралей. Крепление элементов осуществляется на специальных изоляторах. Такая конструкция обладает серьезным недостатком, заключающимся в том, что при нагревании спирали провисают и возможны их замыкания. Поэтому проволока диаметром менее 0,8 мм и лента тоньше 0,2 мм в таких конструкциях не применяется.

Элементы резисторов с жестким теплоемким каркасом представляют собой проволоку или ленту, намотанную на трубку из жароупорного материала с высокой диэлектрической прочностью (фарфор, стеатит, шамот и др.). При выполнении каркаса из металла он изолируется в местах соприкосновения проволоки или ленты теплостойким изоляционным материалом (фарфор, миканит, асбест).

Рис. 6.1.1. Пластинчатый элемент резистора

Конструктивное выполнение таких элементов может быть следующим: проволочным и ленточным на теплоемком цилиндрическом каркасе; проволочным на цилиндрическом теплоемком каркасе с защитным покрытием эмалью или стеклом; проволочным и ленточным с пластинчатым или рамочным металлическим каркасом; ленточным (фехралевым) с металлическим каркасом и с намоткой ленты на ребро.

Цилиндрический каркас имеет винтообразный желобок для укладки проволоки диаметром 0,3—2,0 мм. Такая конструкция исключает сдвиг проволоки по цилиндру и немного уменьшает активную теплоотдачу поверхности проволоки. Такие элементы выполняются на небольшие мощности, порядка нескольких десятков ватт.

При тонких проволоках (диаметром меньше 0,3мм) теплоемкий цилиндр не имеет углублений. В этом случае тонкий нихром или константен наматывается на керамический цилиндр и покрывается сверху слоем эмали или стекла. Такие эмалированные или остеклованные элементы называют трубчатыми резисторами. Выполняются они на мощности от 5 до 150 Вт и сопротивлением от 1 до 50 000 Ом.

Элементы резисторов с пластинчатым или рамочным металлическим каркасом (рис. 6.1.1) состоят из стальной пластины держателя 1 или металлической рамы. На боковых ребрах каркасов укреплены фарфоровые или стеатитовые изоляторы (наездники) с желобками 4, в которые укладывается проволока или лента сопротивления 2. Лента укладывается либо плашмя (константан), либо на ребро (фехраль). Выводы элементов резистора выполняются хомутиками 3. Пластина имеет вырезы для крепления в каркасе. Элементы из константана выполняются на токи до 50А. Ящики из таких элементов обычно применяются для двигателей мощностью до 10 кВт. Фехралевые элементы не боятся перегрева, имеют небольшой температурный коэффициент, и ящики резисторов из этих элементов используются для двигателей на сотни киловатт.

Судовые стандартные ящики резисторов серий СБ, СКФ, СВ и КС рассчитаны на работу в цепях постоянного и переменного тока. Они выполняются с различным числом проволочных или ленточных элементов из константан свой проволоки или фехралевой ленты. Например, ящики резисторов серии СКФ имеют от 3 до 44 элементов с наибольшей допустимой мощностью ящика в длительном режиме от 1,9 до 8,5 кВт. Выпускают их в брызгозащищенном или водозащищенном исполнении.

Конструктивное исполнение резисторов зависит от их назначения, материала, из которого они изготовлены, и т. д.

Рассмотрим некоторые типы судовых резисторов, выпускаемых промышленностью.

Резисторы серий СД и СД3 применяются как для продолжительного режима работы в виде нагрузочных, регулировочных или добавочных, так и для кратковременного и повторно-кратковременного режимов работы в виде пусковых, тормозных, разрядных и т. д. Они имеют защищенное исполнение и могут эксплуатироваться в средах с повышенной влажностью воздуха при температуре окружающей среды от +40 до —2 5°С при вибрации и качке.

Резисторы серии СД состоят из отдельных элементов, представляющих собой стальные пластины, снабженные фарфоровыми наездниками с намотанной на них проволокой или лентой из константана. Каждый элемент устанавливается на шпильках, изолированных микафолием, и соединяется с соседним посредством соединительных медных скобок. У некоторых типов резисторов этой серии они изготовляются из элементов в виде нихромовых спиралей, смонтированных на изолированных микафолием шпильках.

Резисторы серии СД в зависимости от типа рассчитаны на длительный ток от 0,9 до 100 А и сопротивления от 0,14 до 9000 Ом.

Резисторы серии СД3 состоят из элементов, представляющих собой фарфоровые цилиндры с намотанной на них проволокой из константана либо эмалированные трубки сопротивлений. Элемент второго исполнения состоит из фарфоровой трубки, на которую намотана проволока из константана или нихрома. Наружная поверхность трубки вместе с проволокой покрыта керамиковой эмалью.

Соединения между элементами резисторов на фарфоровых цилиндрах производятся посредством зажимов без пайки. Эмалированные трубки резисторов соединяются между собой пайкой оловом.

Резисторы серии СД3 рассчитаны на длительный ток 20А и сопротивление от 0,4 до 1200 Ом (фарфоровые цилиндры) и от 0,5 до 120 000 Ом (эмалированные трубки).