Reostati di avviamento e regolazione: circuiti di commutazione

Un reostato è chiamato un apparato costituito da un insieme di resistori e un dispositivo con il quale è possibile regolare la resistenza dei resistori inclusi e regolare quindi la corrente e la tensione alternata e continua.

Differenza tra reostati raffreddati ad aria e raffreddati a liquido (olio o acqua)... Il raffreddamento ad aria può essere utilizzato per tutti i modelli di reostato. Il raffreddamento ad olio e ad acqua viene utilizzato per i reostati metallici, i resistori possono essere immersi nel liquido o scorrere attorno ad esso. Va tenuto presente che il liquido di raffreddamento deve e può essere raffreddato sia con aria che con liquido.

I reostati metallici raffreddati ad aria hanno ottenuto la maggiore distribuzione. Sono i più facili da adattare a diverse condizioni operative, sia in termini di caratteristiche elettriche e termiche, sia in termini di diversi parametri di progettazione. I reostati possono essere realizzati con cambio di resistenza continuo o graduale.

Reostato a filo

L'interruttore a gradino nei reostati è piatto.In un interruttore piatto, il contatto mobile scorre sui contatti fissi mentre si muove sullo stesso piano. I contatti fissi sono realizzati sotto forma di bulloni con teste cilindriche o emisferiche piatte, piastre o pneumatici disposti lungo l'arco di un cerchio su una o due file. Un contatto mobile strisciante, comunemente chiamato spazzola, può essere del tipo a ponte oa leva, autoallineante o non allineato.

Il contatto mobile non allineato è più semplice nel design ma inaffidabile nel funzionamento a causa del frequente guasto del contatto. Con un contatto mobile autoregolante, sono sempre garantite la pressione di contatto richiesta e un'elevata affidabilità operativa. Questi contatti si sono diffusi.

I vantaggi dell'interruttore reostato a gradino piatto sono la relativa semplicità costruttiva, le dimensioni relativamente contenute con un elevato numero di gradini, il basso costo, la possibilità di montare contattori e relè sul quadro per lo spegnimento e la protezione dei circuiti comandati. Svantaggi: potenza di commutazione e potere di interruzione relativamente bassi, elevata usura delle spazzole dovuta all'attrito radente e alla fusione, difficoltà di utilizzo per schemi di connessione complessi.

I reostati metallici raffreddati ad olio forniscono una maggiore capacità termica e un tempo di riscaldamento costante grazie all'elevata capacità termica e alla buona conduttività termica dell'olio. Ciò consente in modalità a breve termine di aumentare notevolmente il carico sui resistori e, quindi, di ridurre il consumo di materiale resistivo e le dimensioni del reostato. Gli elementi a bagno d'olio dovrebbero avere una superficie quanto più ampia possibile per garantire una buona dissipazione del calore.Si sconsiglia di immergere le resistenze chiuse nell'olio. L'immersione in olio protegge resistori e contatti da influenze ambientali dannose nell'industria chimica e di altro tipo. Solo resistori o resistori e contatti possono essere immersi nell'olio.

La capacità di interruzione dei contatti in olio è aumentata, il che è un vantaggio di questi reostati. La resistenza ai transitori dei contatti nell'olio aumenta, ma allo stesso tempo migliorano le condizioni di raffreddamento. Inoltre, grazie alla lubrificazione, possono essere tollerate grandi presse di contatto La presenza di lubrificante garantisce una bassa usura meccanica.

Per le modalità di funzionamento a lungo termine e intermittenti, i reostati raffreddati ad olio non sono adatti a causa del basso trasferimento di calore dalla superficie del serbatoio e del lungo tempo di raffreddamento. Sono utilizzati come reostati di avviamento per motori elettrici asincroni a rotore avvolto fino a 1000 kW con avviamenti poco frequenti.

La presenza di olio crea anche una serie di svantaggi: contaminazione dei locali, aumento del rischio di incendio.

Riso. 1. Reostato con resistenza che cambia continuamente

Un esempio di reostato con variazione di resistenza quasi continua è mostrato in fig. 1. Sul telaio 3 di materiale isolante resistente al calore (steatite, porcellana), è avvolto un filo resistivo. Per isolare le spire l'una dall'altra, il filo viene ossidato. Un contatto a molla 5 scorre su una resistenza e su un'asta o anello porta corrente di guida 6, collegato al contatto mobile 4 e movimentato tramite un'asta isolata 8, all'estremità della quale è posta una maniglia isolata (la maniglia viene rimossa nella figura). L'alloggiamento 1 viene utilizzato per assemblare tutte le parti e fissare il reostato e le piastre 7 per il collegamento esterno.

I reostati possono essere inclusi nel circuito come resistore variabile (Fig. 1, a) o come potenziometro(figura 1.6). I reostati forniscono un controllo regolare della resistenza e, quindi, della corrente o della tensione in un circuito e sono ampiamente utilizzati nelle impostazioni di laboratorio nei circuiti di controllo automatico.

Schemi per l'inclusione dell'avviamento e la regolazione dei reostati

L'immagine 2 mostra un circuito di commutazione che utilizza un reostato per un motore CC a bassa potenza.

Riso. 2… Circuito di commutazione del reostato: L - morsetto collegato alla rete, I - morsetto collegato all'armatura; M — morsetto collegato al circuito di eccitazione, O — contatto vuoto, 1 — arco, 2 — leva, 3 — contatto di lavoro.

Prima di accendere il motore, assicurarsi che la leva 2 del reostato sia al contatto vuoto 0. Quindi l'interruttore si accende e la leva del reostato viene trasferita al primo contatto intermedio. In questo caso il motore viene eccitato e nel circuito di armatura compare una corrente di avviamento il cui valore è limitato dalle quattro sezioni della resistenza Rp. All'aumentare della frequenza di rotazione dell'armatura, la corrente di spunto diminuisce e la leva del reostato viene trasferita al secondo, terzo contatto, ecc., Fino a quando non si trova al contatto di lavoro.

I reostati di avviamento sono progettati per un funzionamento a breve termine, quindi la leva del reostato non può essere ritardata a lungo sui contatti intermedi: in questo caso le resistenze del reostato si surriscaldano e possono bruciarsi.

Prima di scollegare il motore dalla rete, è necessario spostare la maniglia del reostato nella posizione estrema sinistra. In questo caso il motore è scollegato dalla rete, ma il circuito dell'avvolgimento di campo rimane chiuso alla resistenza del reostato.In caso contrario, potrebbero verificarsi grandi sovratensioni nella bobina di eccitazione al momento dell'apertura del circuito.

Quando si avviano i motori CC, il reostato di controllo nel circuito dell'avvolgimento di campo deve essere completamente estratto per aumentare il flusso di campo.

Per avviare i motori con eccitazione in serie, utilizzare reostati di avviamento a doppio morsetto, diversi da tre morsetti in assenza di un arco di rame e la presenza di solo due morsetti: L e Ya.

I reostati con cambio a gradini di resistenza (oriz. 3 e 4) sono costituiti da un set di resistori 1 e un dispositivo per la commutazione a gradini.

Il dispositivo di commutazione è costituito da contatti fissi e da un contatto scorrevole mobile e azionamento. Nel reostato di ballast (Fig. 3), il polo L1 e il polo di armatura I sono collegati ai contatti fissi, alle prese degli elementi resistivi, di avviamento e regolazione, in base alla rottura dello stadio, e ad altri circuiti controllati dal reostato. Il contatto mobile strisciante chiude e apre gli stadi di resistenza così come tutti gli altri circuiti comandati dal reostato. L'azionamento del reostato può essere manuale (utilizzando la maniglia) e motorizzato.

Riso. 3... Schema di collegamento del reostato all'avvio: Rpc - resistore che devia la bobina del contattore nella posizione off del reostato, Rogr - resistore che limita la corrente nella bobina, Ø1, Ø2 - avvolgimento di eccitazione del motore CC in parallelo, C1, C2 - avvolgimento di eccitazione in serie di un motore DC.

Riso. 4… Schema di connessione del reostato di controllo dell'eccitazione: Rpr — Resistenza a monte, OB — Bobina di eccitazione del motore CC.

Reostati del tipo mostrato in fig. 2 e 3 sono diffusi.Tuttavia, i loro progetti presentano alcuni svantaggi, in particolare un gran numero di elementi di fissaggio e cablaggio, specialmente nei reostati di eccitazione che hanno un gran numero di stadi.

In Fig. 5. Tensione nel circuito del rotore fino a 1200 V, corrente 750 A. Durata della commutazione 10.000 operazioni, meccanica - 45.000 Il reostato consente 2 - 3 avviamenti in una riga.

Riso. 5 Schema elettrico di un reostato di regolazione a bagno d'olio

Il reostato è costituito da pacchi resistori e da un dispositivo di commutazione integrato nel serbatoio e immerso nell'olio. I pacchi resistori sono assemblati da elementi stampati in acciaio elettrico e fissati al coperchio del serbatoio. Il dispositivo di commutazione è del tipo a tamburo, è un asse con segmenti di una superficie cilindrica fissati su di esso, collegati secondo un certo circuito elettrico. I contatti fissi collegati agli elementi resistivi sono fissati su una sbarra collettrice fissa. Quando l'asse del tamburo viene ruotato (tramite volano o azionamento a motore), i segmenti come contatti striscianti mobili superano determinati contatti fissi e quindi modificano il valore di resistenza nel circuito del rotore.