Reostaten starten en regelen: schakelcircuits

Een reostaat heet een apparaat dat bestaat uit een set weerstanden en een apparaatje waarmee je de weerstand van de meegeleverde weerstanden kunt instellen en zo wissel- en gelijkstroom en spanning kunt regelen.

Maak onderscheid tussen luchtgekoelde en vloeistofgekoelde (olie of water) reostaten... Luchtkoeling kan worden gebruikt voor alle reostaatontwerpen. Olie- en waterkoeling wordt gebruikt voor metalen reostaten, de weerstanden kunnen ofwel in de vloeistof worden ondergedompeld of er omheen stromen. Houd er rekening mee dat de koelvloeistof moet en kan worden gekoeld met zowel lucht als vloeistof.

Luchtgekoelde metalen reostaten kregen de grootste verspreiding. Ze zijn het gemakkelijkst aan te passen aan verschillende bedrijfsomstandigheden, zowel wat betreft elektrische en thermische kenmerken als wat betreft verschillende ontwerpparameters. Reostaten kunnen worden gemaakt met continue of stapsgewijze verandering van weerstand.

Draad weerstand

De stappenschakelaar in reostaten is plat.Bij een platte schakelaar schuift het beweegbare contact over de vaste contacten terwijl het in hetzelfde vlak beweegt. Vaste contacten worden gemaakt in de vorm van bouten met platte cilindrische of halfbolvormige koppen, platen of banden die langs de boog van een cirkel in een of twee rijen zijn gerangschikt. Een beweegbaar glijdend contact, gewoonlijk een borstel genoemd, kan van het brug- of hefboomtype zijn, zelfuitlijnend of niet-uitlijnend.

Het niet-uitlijnende beweegbare contact is eenvoudiger van ontwerp maar onbetrouwbaar in gebruik vanwege frequente contactstoringen. Met een zelfregelend beweegbaar contact zijn de vereiste contactdruk en hoge bedrijfszekerheid altijd gegarandeerd. Deze contacten werden wijdverspreid.

De voordelen van de vlakke trapweerstandschakelaar zijn relatieve eenvoud van constructie, relatief kleine afmetingen met een groot aantal stappen, lage kosten, de mogelijkheid om schakelaars en relais op het schakelbord te monteren om gecontroleerde circuits uit te schakelen en te beschermen. Nadelen - relatief laag schakelvermogen en laag breekvermogen, hoge borstelslijtage als gevolg van glijdende wrijving en smelten, moeilijk te gebruiken voor complexe verbindingsschema's.

Oliegekoelde metalen reostaten zorgen voor een verhoogde warmtecapaciteit en een constante opwarmtijd dankzij de hoge warmtecapaciteit en het goede warmtegeleidingsvermogen van de olie. Dit maakt het mogelijk om in kortetermijnmodi de belasting van de weerstanden sterk te verhogen en daardoor het verbruik van resistief materiaal en de afmetingen van de weerstand te verminderen. In olie ondergedompelde elementen moeten een zo groot mogelijk oppervlak hebben om een ​​goede warmteafvoer te garanderen.Het wordt afgeraden om gesloten weerstanden in olie onder te dompelen. Olie-immersie beschermt weerstanden en contacten tegen schadelijke omgevingsinvloeden in de chemische en andere industrieën. Alleen weerstanden of weerstanden en contacten kunnen in olie worden ondergedompeld.

Het breekvermogen van contacten in olie wordt verhoogd, wat een voordeel is van deze reostaten. De overgangsweerstand van de contacten in de olie neemt toe, maar tegelijkertijd worden de koelomstandigheden verbeterd. Bovendien kunnen grote contactpersen worden getolereerd door smering.De aanwezigheid van smeermiddel zorgt voor een lage mechanische slijtage.

Voor langdurige en intermitterende bedrijfsmodi zijn oliegekoelde reostaten ongeschikt vanwege de lage warmteoverdracht van het tankoppervlak en de lange koeltijd. Ze worden gebruikt als startreostaten voor asynchrone elektromotoren met gewonden rotor tot 1000 kW met onregelmatige starts.

De aanwezigheid van olie brengt ook een aantal nadelen met zich mee: vervuiling van het pand, verhoogd risico op brand.

Rijst. 1. Rheostaat met continu veranderende weerstand

Een voorbeeld van een reostaat met een bijna continue verandering in weerstand wordt getoond in Fig. 1. Op het frame 3 van hittebestendig isolatiemateriaal (speksteen, porselein) is een weerstandsdraad gewikkeld. Om de windingen van elkaar te isoleren, is de draad geoxideerd. Een veercontact 5 schuift over een weerstand en een geleidende stroomvoerende staaf of ring 6, verbonden met het beweegbare contact 4 en bewogen door middel van een geïsoleerde staaf 8, aan het uiteinde waarvan een geïsoleerde handgreep is geplaatst (de handgreep is verwijderd in de figuur). Behuizing 1 wordt gebruikt om alle onderdelen te monteren en de reostaat te bevestigen, en platen 7 voor externe aansluiting.

Reostaten kunnen in het circuit worden opgenomen als een variabele weerstand (Fig. 1, a) of als potentiometer(Afb. 1.6). Reostaten zorgen voor een soepele regeling van weerstand en dus stroom of spanning in een circuit en worden veel gebruikt in laboratoriumomgevingen in automatische regelcircuits.

Schema's voor het opnemen van het starten en regelen van reostaten

Afbeelding 2 toont een schakelcircuit met behulp van een reostaat voor een DC-motor met laag vermogen.

Rijst. 2... Regelweerstand schakelcircuit: L — klem aangesloten op het netwerk, I — klem aangesloten op het anker; M - klem aangesloten op het excitatiecircuit, O - leeg contact, 1 - boog, 2 - hendel, 3 - werkcontact.

Voordat u de motor aanzet, moet u ervoor zorgen dat de hendel 2 van de regelweerstand op het leegcontact 0 staat. Vervolgens gaat de schakelaar aan en wordt de weerstandshendel overgebracht naar het eerste tussencontact. In dit geval wordt de motor bekrachtigd en verschijnt er een startstroom in het ankercircuit, waarvan de waarde wordt beperkt door de vier secties van de weerstand Rp. Naarmate de rotatiefrequentie van het anker toeneemt, neemt de inschakelstroom af en wordt de weerstandshefboom overgebracht naar het tweede, derde contact, enz., totdat deze niet bij het werkcontact is.

Startreostaten zijn ontworpen voor kortstondig gebruik en daarom kan de reostaathendel niet lang worden vertraagd bij tussenliggende contacten: in dit geval raken de reostaatweerstanden oververhit en kunnen ze doorbranden.

Voordat u de motor loskoppelt van het elektriciteitsnet, moet u de hendel van de regelweerstand helemaal naar links verplaatsen. In dit geval wordt de motor losgekoppeld van het net, maar blijft het circuit van de veldwikkeling gesloten voor de weerstand van de reostaat.Anders kunnen op het moment van openen van de stroomkring grote overspanningen in de bekrachtigingsspoel ontstaan.

Bij het starten van DC-motoren moet de regelweerstand in het veldwikkelcircuit volledig worden uitgetrokken om de veldflux te vergroten.

Gebruik voor het starten van motoren met seriebekrachtiging reostaten met dubbele klem, die verschillen van drie klemmen in afwezigheid van een koperen boog en de aanwezigheid van slechts twee klemmen - L en Ya.

Reostaten met een stapsgewijze weerstandsverandering (oriz. 3 en 4) bestaan ​​uit een set weerstanden 1 en een apparaat voor stapsgewijze schakeling.

Het schakelapparaat bestaat uit vaste contacten en een beweegbaar sleepcontact en aandrijving. In de ballastreostaat (Fig. 3) zijn de L1-pool en de ankerpool I verbonden met de vaste contacten, de aftakkingen van de weerstandselementen, startend en regelend, volgens de fase-uitval, en andere circuits bestuurd door de reostaat. Het beweegbare sleepcontact sluit en opent de weerstandstrappen evenals alle andere circuits die door de reostaat worden bestuurd. De aandrijving van de reostaat kan handmatig (met behulp van de hendel) en gemotoriseerd zijn.

Rijst. 3... Aansluitschema van de reostaat bij het starten: Rpc - weerstand die de contactorspoel overbrugt in de uit-stand van de reostaat, Rogr - weerstand die de stroom in de spoel begrenst, Ш1, Ш2 - parallelle DC-motorbekrachtigingswikkeling, C1, C2 - seriebekrachtigingswikkeling van een gelijkstroommotor.

Rijst. 4... Excitatieregeling Rheostat-aansluitschema: Rpr — Stroomopwaartse weerstand, OB — DC-motorbekrachtigingsspoel.

Reostaten van het type getoond in Fig. 2 en 3 zijn wijdverbreid.Hun ontwerpen hebben echter enkele nadelen, met name een groot aantal bevestigingsmiddelen en bedrading, vooral in excitatiereostaten die een groot aantal trappen hebben.

Een schakelschema van een met olie gevulde regelweerstand van de RM-serie, ontworpen voor het starten van inductiemotoren met gewikkelde rotor, wordt getoond in Fig. 5. Spanning in het rotorcircuit tot 1200 V, stroom 750 A. Schakelduur 10.000 schakelingen, mechanisch - 45.000 De reostaat maakt 2 - 3 starts in één rij mogelijk.

Rijst. 5 Schakelschema van een met olie gevulde regelweerstand

De reostaat bestaat uit weerstandspakketten en een schakelapparaat ingebouwd in de tank en ondergedompeld in olie. Weerstandspakketten zijn samengesteld uit elementen die uit elektrisch staal zijn gestempeld en aan het tankdeksel zijn bevestigd. Het schakelapparaat is van het trommeltype, het is een as met segmenten van een cilindrisch oppervlak erop bevestigd, verbonden volgens een bepaald elektrisch circuit. De vaste contacten die met de weerstandselementen zijn verbonden, zijn bevestigd op een vaste rail. Wanneer de trommelas wordt gedraaid (door vliegwiel of motoraandrijving), overwinnen de segmenten als beweegbare sleepcontacten bepaalde vaste contacten en veranderen zo de weerstandswaarde in het rotorcircuit.