Reostaty rozruchowe i regulacyjne: obwody przełączające

Reostat to urządzenie składające się z zestawu rezystorów i urządzenia, za pomocą którego można regulować rezystancję dołączonych rezystorów, a tym samym regulować prąd i napięcie przemienne i stałe.

Rozróżnij reostaty chłodzone powietrzem i cieczą (olejem lub wodą)… Chłodzenie powietrzem można zastosować we wszystkich konstrukcjach reostatów. Reostaty metalowe są chłodzone olejem i wodą, rezystory mogą być zanurzone w cieczy lub opływać ją. Należy pamiętać, że płyn chłodzący musi i może być chłodzony zarówno powietrzem, jak i cieczą.

Największą dystrybucję zyskały reostaty metalowe chłodzone powietrzem. Najłatwiej dostosować je do różnych warunków pracy, zarówno pod względem charakterystyki elektrycznej i termicznej, jak i różnych parametrów konstrukcyjnych. Reostaty mogą być wykonane z ciągłą lub skokową zmianą rezystancji.

Reostat drutowy

Przełącznik krokowy w reostatach jest płaski.W przełączniku płaskim styk ruchomy ślizga się po stykach nieruchomych, poruszając się w tej samej płaszczyźnie. Stałe styki są wykonane w postaci śrub z płaskimi cylindrycznymi lub półkulistymi łbami, płytkami lub oponami ułożonymi wzdłuż łuku koła w jednym lub dwóch rzędach. Ruchomy styk ślizgowy, zwany potocznie szczotką, może być typu mostkowego lub dźwigniowego, samonastawny lub nienastawny.

Niewyrównujący się ruchomy styk jest prostszy w konstrukcji, ale zawodny w działaniu ze względu na częste awarie styków. Dzięki samoregulującemu stykowi ruchomemu zawsze zapewniony jest wymagany docisk styku i wysoka niezawodność działania. Kontakty te stały się powszechne.

Zaletami reostatu krokowego płaskiego są względna prostota budowy, stosunkowo małe gabaryty przy dużej ilości stopni, niski koszt, możliwość zamontowania na rozdzielnicy styczników i przekaźników w celu wyłączania i zabezpieczania sterowanych obwodów. Wady — stosunkowo niska moc przełączania i niska siła zrywania, duże zużycie szczotek z powodu tarcia ślizgowego i topienia, trudność w stosowaniu w przypadku złożonych schematów połączeń.

Reostaty metalowe chłodzone olejem zapewniają zwiększoną pojemność cieplną i stały czas nagrzewania dzięki dużej pojemności cieplnej i dobrej przewodności cieplnej oleju. Pozwala to w trybach krótkoterminowych gwałtownie zwiększyć obciążenie rezystorów, a tym samym zmniejszyć zużycie materiału rezystancyjnego i wymiary reostatu. Elementy zanurzone w oleju powinny mieć jak największą powierzchnię, aby zapewnić dobre odprowadzanie ciepła.Nie zaleca się zanurzania zamkniętych rezystorów w oleju. Zanurzenie w oleju chroni rezystory i styki przed szkodliwym wpływem środowiska w przemyśle chemicznym i innych. Tylko rezystory lub rezystory i styki mogą być zanurzone w oleju.

Zwiększona zostaje zdolność wyłączania styków w oleju, co jest zaletą tych reostatów. Wzrasta przejściowa rezystancja styków w oleju, ale jednocześnie poprawiają się warunki chłodzenia. Ponadto dzięki smarowaniu można tolerować duże naciski kontaktowe.Obecność smaru zapewnia niskie zużycie mechaniczne.

W przypadku długotrwałych i przerywanych trybów pracy reostaty chłodzone olejem są nieodpowiednie ze względu na niski transfer ciepła z powierzchni zbiornika i długi czas chłodzenia. Stosowane są jako reostaty rozruchowe asynchronicznych silników elektrycznych z wirnikiem uzwojonym do 1000 kW z rzadkimi rozruchami.

Obecność oleju stwarza również szereg wad: zanieczyszczenie pomieszczeń, zwiększone ryzyko pożaru.

Ryż. 1. Reostat ze stale zmieniającą się rezystancją

Przykład reostatu z prawie ciągłą zmianą rezystancji pokazano na ryc. 1. Na ramie 3 z żaroodpornego materiału izolacyjnego (steatyt, porcelana) nawinięty jest drut oporowy. Aby odizolować zwoje od siebie, drut jest utleniony. Styk sprężynowy 5 przesuwa się po oporniku i pręcie lub pierścieniu przewodzącym prąd przewodnika 6, połączonym ze stykiem ruchomym 4 i poruszanym za pomocą izolowanego pręta 8, na końcu którego znajduje się izolowany uchwyt (uchwyt jest usuwany Na rysunku). Obudowa 1 służy do montażu wszystkich części i mocowania opornika, a płytki 7 do podłączenia zewnętrznego.

Reostaty mogą być włączone do obwodu jako rezystor zmienny (ryc. 1, a) lub jako potencjometr(Rys. 1.6). Reostaty zapewniają płynną kontrolę rezystancji, a zatem prądu lub napięcia w obwodzie i są szeroko stosowane w warunkach laboratoryjnych w automatycznych obwodach sterowania.

Schematy włączania rozruchu i regulacji reostatów

Obraz 2 przedstawia obwód przełączający wykorzystujący reostat dla silnika prądu stałego o małej mocy.

Ryż. 2… Obwód przełączający reostatu: L — zacisk podłączony do sieci, I — zacisk podłączony do twornika; M — zacisk podłączony do obwodu wzbudzenia, O — pusty styk, 1 — łuk, 2 — dźwignia, 3 — styk roboczy.

Przed włączeniem silnika upewnij się, że dźwignia 2 reostatu znajduje się na pustym styku 0. Następnie włącza się przełącznik i dźwignia reostatu jest przenoszona na pierwszy styk pośredni. W tym przypadku silnik jest wzbudzany iw obwodzie twornika pojawia się prąd rozruchowy, którego wartość jest ograniczona przez cztery sekcje rezystancji Rp. Wraz ze wzrostem częstotliwości obrotu twornika prąd rozruchowy maleje, a dźwignia reostatu jest przenoszona na drugi, trzeci styk itd., Aż nie znajdzie się na styku roboczym.

Reostaty rozruchowe są przeznaczone do krótkotrwałej pracy, dlatego dźwigni reostatu nie można długo opóźniać na stykach pośrednich: w takim przypadku rezystancje reostatu przegrzewają się i mogą się przepalić.

Przed odłączeniem silnika od sieci konieczne jest przesunięcie dźwigni reostatu do skrajnej lewej pozycji. W takim przypadku silnik jest odłączony od sieci, ale obwód uzwojenia pola pozostaje zamknięty na rezystancję reostatu.W przeciwnym razie w momencie rozwarcia obwodu mogą wystąpić duże przepięcia w cewce wzbudzenia.

Podczas uruchamiania silników prądu stałego reostat sterujący w obwodzie uzwojenia wzbudzenia musi być całkowicie wyciągnięty, aby zwiększyć strumień pola.

Aby uruchomić silniki z wzbudzeniem szeregowym, użyj reostatów rozruchowych z podwójnym zaciskiem, różniących się od trzech zacisków brakiem łuku miedzianego i obecnością tylko dwóch zacisków - L i Ya.

Reostaty ze skokową zmianą rezystancji (ryc. 3 i 4) składają się z zespołu rezystorów 1 oraz urządzenia do przełączania skokowego.

Urządzenie przełączające składa się ze styków stałych i ruchomego styku przesuwnego oraz napędu. W reostacie balastowym (ryc. 3) biegun L1 i biegun twornika I są połączone ze stałymi stykami, zaczepami elementów oporowych, uruchamiającymi i regulującymi zgodnie z podziałem stopnia oraz innymi obwodami sterowanymi przez reostat. Ruchomy styk ślizgowy zamyka i otwiera stopnie rezystancyjne oraz wszystkie inne obwody sterowane przez reostat. Napęd reostatu może być ręczny (za pomocą rączki) lub zmotoryzowany.

Ryż. 3... Schemat podłączenia opornika przy starcie: Rpc - rezystor bocznikujący cewkę stycznika w pozycji wyłączonej opornika, Rogr - rezystor ograniczający prąd w cewce, Ш1, Ш2 - równoległe uzwojenie wzbudzenia silnika prądu stałego, C1, C2 - szeregowe uzwojenie wzbudzenia silnika prądu stałego.

Ryż. 4… Schemat połączeń reostatu sterowania wzbudzeniem: Rpr — rezystancja przed prądem, OB — cewka wzbudzenia silnika prądu stałego.

Reostaty typu pokazanego na ryc. 2 i 3 są powszechne.Jednak ich konstrukcje mają pewne wady, w szczególności dużą liczbę elementów złącznych i okablowania, zwłaszcza w reostatach wzbudzenia, które mają dużą liczbę stopni.

Schemat obwodu reostatu olejowego serii RM, przeznaczonego do rozruchu silników indukcyjnych z wirnikiem uzwojonym, pokazano na ryc. 5. Napięcie w obwodzie wirnika do 1200 V, prąd 750 A. Trwałość przełączania 10 000 operacji, mechaniczna — 45 000. Reostat umożliwia 2 — 3 rozruchy w jednym rzędzie.

Ryż. 5 Schemat obwodu reostatu regulacyjnego wypełnionego olejem

Reostat składa się z pakietów rezystorów i urządzenia przełączającego wbudowanego w zbiornik i zanurzonego w oleju. Pakiety rezystorów są montowane z elementów wytłoczonych ze stali elektrotechnicznej i przymocowane do pokrywy zbiornika. Urządzenie przełączające jest typu bębnowego, jest to oś z zamocowanymi na niej segmentami cylindrycznej powierzchni, połączonych zgodnie z pewnym obwodem elektrycznym. Stałe styki połączone z elementami rezystorowymi są zamocowane na stałej szynie zbiorczej. Podczas obracania osi bębna (za pomocą koła zamachowego lub napędu silnikowego) segmenty jako ruchome styki ślizgowe pokonują pewne stałe styki i tym samym zmieniają wartość rezystancji w obwodzie wirnika.