Реостат

1 Реферат на тему: Реостат План: 1. Введение Пусковой реостат Принцип работы реостата Назначение и эксплуатация Технические условия Реостат – это прибор, служащий для регулирования (ограничения) тока или напряжения в электрической цепи. Основной частью реостата является проводящий элемент, о бладающий переменным сопротивлением. В свою очередь, электрическое соп ротивление проводящего элемента, в зависимости от конструкции реостат а, может изменяться плавно или ступенчато. Функции реостата просты – управляемое ограничение ток а или напряжения. Однако его использование, может отличаться, в зависимо сти от диапазона регулирования тока. В том случае, если требуется лишь не большое изменение напряжения или количества тока, реостат последовате льно включают в электрическую цепь. Это применяется, к примеру, для огран ичения количества пускового тока в различных электронных машинах. В том же случае, когда регулирование тока или напряжения необходимо в более широких пределах, реостат работает как рег улируемый делитель напряжения, позволяющий разделять напряжение тока, постоянного или переменного, на части. В этом случае используют потенцио метрическое включение реостата в электрическую цепь. Реостаты разделяются на несколько типов, в зависимости от их назначения, способу отвода тепла, и материала, из которого изготовл ен проводящий элемент. По назначению, выделяют реостаты возбуждения, пусковые, пускорегулировочные и нагрузочные реостаты. Реостаты с воздушным или м асляным охлаждением построены по различному принципу отвода тепла, охл аждаясь соответственно потоками воздуха (в том числе и естественным спо собом), или при помощи маслонаполненного радиатора. Однако наиболее важным отличием всех типов реостатов др уг от друга является материал, из которого изготовлен проводящий элемен т. Наиболее распространены реостаты с металлическим элементом. Но наряд у с такими реостатами, есть приборы, оснащенные жидкостными или угольным и проводящими элементами. Наиболее простыми по устройству, являются металлически е реостаты ползункового типа. В этом случае, сопротивление проводящего э лемента изменяется при помощи специального ползунка, передвигаемого н епосредственно по виткам проволоки, из которой изготовлен проводящий э лемент. Как правило, это проволока с высоким удельным сопротивлением. Та ким свойством обладают такие металлические сплавы, как нихром, констант ан, фехраль, а также обычная сталь. Сам реостат, в этом случае, вернее его се рдечник, представляет из себя цилиндр, изготовленный из термоизоляцион ного материала, на который витками намотана проволока проводящего элем ента. Цилиндр выполняют, как правило, из фарфора или стеатита. Реостат с жидкостным проводя щим элементом, представляет собой сосуд, заполненный электролитом, в кот орый опущены электроды. Изменяя расстояние между электродами, а также гл убину из погружения в электролит, происходит регулирование тока или его напряжения. Угольный реостат состоит из своеобразных столбиков, н абранных из угольных шайб небольшой толщины, по типу столбиков из монет. Сопротивление проводящего элемента подобного реостата, меняется, в зав исимости от величины приложенного к столбикам внешнего давления. В соответствии с назначением резисторов реостаты делятс я на пусковые, пускорегулирующие, регулировочные, нагрузочные и возбужд ения. Пусковой реостат: Компоновка пусковых и тормоз ных реостатов и их схемы. Схемы соединений секций пусковых реостатов н о тносящихся к ним контакторов составляют с учетом получения соответств ующего числа позиций реостатного пуска при наименьшем числе контактор ов; наиболее простой схемы цепей управления реостатными контакторами; н аиболее полного использования в тепловом отношении секций пускового р еостата на всех соединениях тяговых двигателей. Схемы компоновки секций пусковых ре остатов: Пусковые реостаты и пусковая часть пускорегулирующего реостата для уменьшения габаритов должны иметь большую постоянную вре мени. Эти реостаты предназначены для работы в кратковременном режиме, и требования повышенной стабильности сопротивления к ним не предъявляют ся. Согласно существующим нормам пусковой реостат нагревается до преде льной температуры после трех пусков с интервалами между пусками, равным и двойному времени пуска. Ко всем остальным реостатам предъявляются требования с табильности сопротивления и они рассчитаны на работу в длительном режи ме. В электроприводе наиболее распространены реостаты с переключаемым и металлическими резисторами. Для переключения используются плоские, б арабанные и кулачковые контроллеры (при больших мощностях). По виду теплоотвода реостаты могут быть с естественным воздушным или масляным охлаждением, с принудительным воздушным, маслян ым или водяным охлаждением. Конструкция реостатов с естественным воздушным охлажд ением В реостатах с естественным воздушным охлаждением перек лючающее устройство и резисторы располагаются так, чтобы конвективные потоки воздуха, перемещаясь снизу вверх, охлаждали резисторы. Кожухи, за крывающие реостат, не должны препятствовать циркуляции охлаждающего в оздуха. Максимальная температура кожуха не должна превышать 160 °С. Темпер атура контактов переключающего устройства должна быть не выше 110°С. В таких реостатах применяютс я резисторы всех типов. При небольшой мощности резисторы и контроллер ко мпонуются в один аппарат. При больших мощностях контроллер является сам остоятельным аппаратом. Для пуска электродвигателей постоянного тока с шунто вым и компаундным возбуждением при мощности до 42 кВт применяются реоста ты серий РП и РЗП. Эти реостаты помимо резисторов и контроллера содержат включающий контактор, используемый для защиты от понижения напряжения, и максимальное реле для зашиты от перегрузок по току. Резисторы выполняются на фарфоровых каркасах или в виде рамочных элементов. Переключающее устройство выполнено в виде плоског о контроллера с самоустанавливающимся мостиковым контактом. Контролле р, малогабаритный контактор КМ и максимальное реле мгновенного действи я КА установлены на обшей панели. Узлы реостата смонтированы на стальном основании. Кожух защищает реостат от попадания капель воды, но не препят ствует свободному протоку воздуха. Электрическая схема включения одно го из таких типов реостата показана на рисунке. При пуске двигателя шунт овая обмотка возбуждения Ш1, Ш2 присоединяется к сети, а в цепь якоря вводи тся пусковой резистор, сопротивление которого с помощью контроллера ум еньшается по мере увеличения частоты вращения двигателя. Подвижный мос тиковый контакт 16 замыкает неподвижные контакты 0 - 13 с токосъемными шинам и 14, 15, соединенными с цепями обмоток двигателя Схема включения пуско вого реостата В положении 0 контакта 16 обмотка контактора КМ закорочена, контактор отключен и напряжение с двигателя снято. В положении 3 на обмот ку КМ подается напряжение источника питания, контактор срабатывает иза мыкаетсвои контакты. При этом на обмотку возбуждения подается полное на пряжение, а в цепь якоря включены все пусковые резисторы реостата. В положении 13 пусковое сопротивление полностью выведе но. В положении 5 подвижного контакта 16 питание обмотки контактора КМ прои сходит через резистор Rдоб и замкнутый контакт КМ. При этом уменьшается м ощность, потребляемая КМ, и повышается напряжение отпускания. В случае с нижения напряжения на 20 - 25 % ниже номинального контактор КМ отпадает и откл ючает двигатель от сети, осуществляя защиту от недопустимого падения на пряжения на двигателе. В случае токовой перегрузки двигат еля (1,5 - 3) Iном срабатывает максимальное реле КА, которое разрывает цепь обм отки КМ. При этом контактор КМ отключается и обесточивает двигатель. Пос ле отключения двигателя контакты КА снова замкнутся, однако контактор К М не включится, так как после отключения КМ цепь его обмотки осталась раз омкнутой. Для повторного пуска необходимо установить контакт 16 контролл ера в положение 0 или хотя бы во второе положение. Для отключения двигателя контакт 16 устанавливается в 0. П ри снижении напряжения сети до напряжения отпускания контактора его як орь отпадает и происходит отключение двигателя от сети. Таким образом, о существляется минимальная защита двигателя. Контакты 1, 2, 4, 5 не используют ся, что предохраняет контроллер от возникновения между контактами элек трической дуги с большим током. Описанная схема обеспечивает дистанцио нное отключение двигателя с помощью кнопки «Стоп» с размыкающим контак том. Для выбора пускового реостата необходимо знать мощност ь электродвигателя, условия пуска и характер изменения нагрузки при пус ке, а также напряжение питания двигателя. Масляные реостаты В масляных реостатах металлические элементы резисторов и контроллер располагаются в трансформаторном масле, которое обладает значительно большей теплопроводностью и теплоемкостью, чем воздух. Бла годаря этому масло более эффективно отводит тепло от нагретых металлич еских деталей. За счет большого количества масла, участвующего в нагреве , постоянная времени нагрева реостата резко возрастает, что позволяет со здать пусковые реостаты малых габаритов на большую мощность нагрузки. Для предотвращения местных перегревов в резисторах и улучшения их теплового контакта с маслом в реостатах применяются резис торы в виде свободной спирали, проволочные и ленточные поля, зигзагообра зные из электротехнической стали и чугуна. При температурах ниже 0 °С охлаждающ ая способность масла из-за повышения его вязкости резко ухудшается. Поэт ому масляные реостаты не применяются при отрицательных температурах о кружающей среды. Поверхность охлаждения масляного реостата определяет ся в основном цилиндрической поверхностью кожуха. Эта поверхность мень ше поверхности охлаждения проволоки резисторов, поэтому применение ма сляных реостатов в длительном режиме нецелесообразно. Малая допустима я температура нагрева масла также ограничивает мощность, которую может рассеять реостат. После трехкратного пуска электродвигателя пусковой ре остат должен охладиться до температуры окружающей среды. Так как этот пр оцесс длится около 1 ч, масляные пусковые реостаты используются для редк их пусков. Наличие масла резко уменьшает коэффициент трения между контактами переключающего контроллера. При этом уменьшаются износ кон тактов и необходимый момент на рукоятке управления. Малые силы трения позволяют увеличить контактное нажат ие и в 3 - 4 раза увеличить токовую нагрузку контактов. Это дает возможность резко снизить габариты переключающего устройства и всего реостата в це лом. Кроме того, наличие масла улучшает условия гашения дуги между конта ктами переключающего устройства. Однако масло играет и отрицательную р оль в работе контактов. Продукты разложения масла, оседая на поверхности контактов, увеличивают переходное сопротивление и, следовательно, темп ературу самих контактов. В результате процесс разложения масла будет ид ти более интенсивно. Контакты рассчитываются так, чтобы температура их не пр евышала 125 °С. Продукты разложения масла осаждаются и на поверхности рези сторов, ухудшая тепловой контакт проводников с маслом. Поэтому максимал ьно допустимая температура трансформаторного масла не превышает 115 °С. Масляные реостаты широко применяются для пуска трехфаз ных асинхронных двигателей с фазным ротором. При мощностях двигателей д о 50 кВт используются плоские контроллеры с круговым движением подвижног о контакта. При больших мощностях применяется барабанный контроллер. Реостаты могут иметь блокировочные контакты для сигнал изации о состоянии аппарата и блокировки с контактором в цепи обмотки ст атора электродвигателя. Если максимальное сопротивление реостата еще не включено, обмотка включающего контактора разомкнута и напряжение на обмотку статора не поступает. В конце пуска электродвигателя реостат должен быть полн остью выведен, а ротор закорочен, так как элементы рассчитаны на кратков ременный режим работы. Чем больше мощность двигателя, тем дольше время е го разгона и тем большее число ступеней должен иметь реостат. Для выбора реостата необходимо знать номинальную мощно сть двигателя, напряжение на заторможенном роторе при номинальном напр яжении на статоре, номинальный ток ротора и уровень нагрузки двигателя п ри пуске. По этим параметрам можно выбрать пусковой реостат с пом ощью справочников. Недостатками масляного реостата являются малая допуст имая частота пусков из-за медленного охлаждения масла, загрязнение поме щения брызгами и парами масла, возможность воспламенения масла. РЕОСТАТЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛЗУНКОВЫЕ серий РСП и РСПС: Общие сведения Реостаты сопротивления ползунковые серий РСП и РСПС п редназначены для плавного регулирования силы тока или напряжения в эле ктрических цепях постоянного и переменного тока. Структура условного обозначения РСП(С)-Х Х3: Р - реостат; С - сопротивления; П - ползунковый; (С) - спаренный; Х - габарит (1, 2, 3, 4 - для реостатов серии РСП; 2, 3 - для реостатов серии РСПС); Х3 - климатическое исполнение (У, Т, УХЛ) и категория размещения (3) по ГОСТ 15150-69. Особенности конструкции Основной частью реостата является проводящий элемент с переменным сопротивлением, выполненный из константановой проволоки, намотанной на фарфоровую трубку. Регулирование сопротивления по ли нейному закону осуществляется введением в электрическую цепь разного числа витков обмотки при плавном перемещении ползунка с контактными ще тками вдоль направляющих, служащих одновременно токоотводами к верхни м зажимам реостата. Концы обмоток выведены к нижним зажимам реостата. Передвижение ползунка осуществляется с помощью винтов ой пары вручную в реостатах серии РСП либо от маховичка в реостатах сери и РСПС. Токоведущие части реостата защищены от случайных прико сновений перфорированными щитками. Корпус реостата имеет заземляющий винт с диаметром резь бы М4. Контактные зажимы реостатов обеспечивают присоединение двух медн ых проводов сечением 2,5 мм2. Детали реостатов выполнены из коррозионно-стойких мате риалов или имеют антикоррозионные покрытия по ГОСТ 9.073-77 и ОСТ 16.0.686.702-78. Направляющие реостатов покрываются смазкой ЦИАТИМ-201 пе ред началом работы и после 1000 перемещений щеточного контакта из одного кр айнего положения в другое. Устанавливаются реостаты на металлической и изоляцион ной панелях в месте, доступном для осмотра и обслуживания. Крепление рео статов осуществляется винтами М4 (для РСП) и М5 (для РСПС). Электрические схемы включения реостатов приведены на р исунке: Электрические схемы включения рео статов: а) для регулирования токов б) при использовании в качест ве потенциометра. Условия эксплуатации Реостаты рассчитаны для р аботы в следующих условиях. Высота над уровнем моря не более 1000 м. Температура окружающей среды от минус 40 до 40°С. Относительная влажность окружающей среды не более 98% при 25°С. Окружающая среда взрывобезопасная, не содержащая пыли ( в том числе токопроводящей) в количестве, нарушающем работу реостата, а т акже агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и из оляцию. Отсутствие непосредственного воздействия солнечной р адиации. Вибрационные нагрузки при ускорении 0,5g с частотой 1 - 50 Гц. Многократные удары при ускорении 3g с частотой 2 - 20 Гц. Рабочее положение в пространстве - любое, режим работы - п родолжительный. По технике безопасности реостаты соответствуют требов аниям ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.6-75. Реостаты изготовляются в соответствии с ТУ 16-527.197-79. Транспортировать реостаты можно любым видом транспорт а в транспортной таре предприятия-изготовителя. Хранить реостаты следует в транспортной таре или без не е, но в упаковке, в закрытом вентилируемом помещении при температуре от 50 до минус 50°С и относительной влажности окружающего воздуха не более 80%. В в оздухе помещения не должно быть кислотных и других паров, вредно действу ющих на материалы, из которых изготовлены реостаты. Резкие колебания температуры и влажности воздуха не доп ускаются. Гарантийный срок эксплуатации - 2 года. ТУ 16-527.197-79 Технические характеристики Регулируемое напряжение, В, не более: переменного тока частотой 50 Гц - 500 постоянного тока - 220 Усилие управления (перемещение щеточного контакта) реос татом, даН, не более - 5 Степень защиты - IР10 Режим работы - Продолжительный Количество проводящих элементов с переменным сопротив лением: РСП - 1 РСПС - 2 Механическая износостойкос ть, число перемещений ползунка - 45 000 Габаритные и установочные ра змеры реостатов указаны на рисунке и в таблице: Реостат сопротивления: а) - серии РСП; б) - серии РСПС Тип реоста та Размеры, мм L В Н А А1 d РСП-1 293 64 96 266 ±2 32±1 4 РСП-2 86 126 РСП-3 339 366 ±2 РСП-4 533 506 ±2 РСПС-2 285 170 125 260±2 70 ±1 5,5 РСПС-3 385 360±2