נגדים להתנעה ושליטה על ריאוסטטים

בהתאם למטרה, נגדים מחולקים לקבוצות הבאות:

• נגדי התנעה להגבלת הזרם ברגע חיבור מנוע נייח לרשת ולשמירה על הזרם ברמה מסוימת במהלך האצתו;
• נגדי בלימה להגבלת זרם המנוע בעת בלימה;
• נגדי ויסות לוויסות זרם או מתח במעגל חשמלי;
• נגדים נוספים המחוברים בסדרה במעגל מכשירי חשמל על מנת להפחית את הלחץ עליו;
• נגדי פריקה המחוברים במקביל לפיתולים של אלקטרומגנטים או השראות אחרות כדי להגביל את נחשולי הטריפה או לעכב את שחרור הממסרים והמגעים, נגדים כאלה משמשים גם לפריקת התקני אחסון קיבוליים;
• נגדי נטל המחוברים בסדרה למעגל כדי לספוג חלק מהאנרגיה או במקביל למקור כדי להגן עליו מפני מתח יתר כאשר העומס כבוי;
• נגדי עומס ליצירת עומס מלאכותי מגנרטורים וממקורות אחרים; הם משמשים לבדיקת מכשירי חשמל;
• נגדי חימום לחימום הסביבה או מכשיר בטמפרטורות נמוכות;
• נגדי הארקה המחוברים בין הארקה לנקודה הנייטרלית של הגנרטור או השנאי כדי להגביל זרמי קצר חשמלי לאדמה ונחשולים אפשריים במהלך הארקה;
• הגדרת נגדים להגדרת ערך מסוים של זרם או מתח במקלטי אנרגיה.

נגדי ההתנעה, העצירה, הפריקה והארקה מיועדים בעיקר לפעולה לטווח קצר וצריכים להיות בעלי זמן חימום ארוך ככל האפשר.

אין דרישות מיוחדות ליציבות נגדים אלו. כל שאר הנגדים פועלים בעיקר בפעולה רציפה ודורשים את משטח הקירור הדרוש. ההתנגדות של נגדים אלה חייבת להיות יציבה בגבולות שצוינו.

בהתאם לחומר החוט, מתכת, נוזל, פחמן וקרמיקה נבדלים. כונן חשמלי תעשייתי V נגדי המתכת הנפוצים ביותר. נגדים קרמיים (עם התנגדות לא ליניארית) נמצאים בשימוש נרחב במעצרי מתח גבוה.

חומר מקור נגד נגד

על מנת להקטין את הממדים הכוללים של נגדי ההתחלה, ההתנגדות הספציפית של החומר המשמש לייצורו צריכה להיות גבוהה ככל האפשר. טמפרטורת הפעולה המותרת של החומר, היא צריכה להיות גם גדולה ככל האפשר כדי להפחית את משקל החומר ואת משטח הקירור הנדרש.

על מנת שההתנגדות של הנגד תהיה תלויה כמה שפחות בטמפרטורה, מקדם התנגדות טמפרטורה הנגד (TCS) צריך להיות קטן ככל האפשר. אסור לחומר נגד המיועד לפעולה באוויר להחליד או שהוא חייב ליצור סרט מגן מנוגד.

יש מעט פלדה התנגדות חשמלית... באוויר, הפלדה מתחמצנת בצורה אינטנסיבית ולכן היא משמשת רק בריאוסטטים מלאים בשמן שנאי, במקרה זה, טמפרטורת העבודה של הפלדה נקבעת על ידי חימום שמן השנאי ואינה עולה על 115 מעלות צלזיוס.

בשל ערך ה-TCR הגבוה, פלדה אינה ישימה עבור נגדי התנגדות יציבים. היתרון היחיד של הפלדה הוא הזולות שלה.

ברזל יצוק חשמלי בעל התנגדות חשמלית גבוהה משמעותית ו-TCR משמעותי מאשר פלדה. טמפרטורת העבודה של ברזל יצוק מגיעה ל-400 מעלות צלזיוס... נגדי ברזל יצוק בדרך כלל יש צורת זיגזג. בשל השבריריות של ברזל יצוק, החוזק המכני הנדרש של אלמנטי הנגד ההתחלתי מושגת על ידי הגדלת חתך הרוחב שלהם. לכן נגדי ברזל יצוק מתאימים לפעולה בזרמים והספקים גבוהים.

בשל התנגדות לא מספקת להשפעות מכניות (רעידות, זעזועים), נגדי ברזל יצוק משמשים רק במתקנים נייחים.

פלדה חשמלית התנגדות חשמלית ספציפית בשל תוספת של סיליקון, היא כמעט פי שלושה מזו של פלדה רגילה. נגדי פלדה הם בעלי צורת זיגזג והם מתקבלים מפח על ידי הטבעה. בשל ה-TCR הגדול, פח פלדה משמש רק לנגדים להתנע, בדרך כלל מותקן בפנים שמן שנאי.

לנגדים בעלי התנגדות מוגברת, ניתן להשתמש בקונסטנטן שאינו מחליד באוויר ובעל טמפרטורת פעולה מקסימלית של 500 מעלות צלזיוס. ההתנגדות הגבוהה מאפשרת ליצור נגדים קטנים מבוססי קבוע. Constantan נמצא בשימוש נרחב בצורת חוט וסרט.

לייצור נגדי חימום, ניכרום משמש בעיקר, בעל התנגדות חשמלית גבוהה וטמפרטורת פעולה.

עבור נגדים עם עמידות התנגדות גבוהה, מנגנין עם טמפרטורת פעולה של לא יותר מ 60 גרם. ס.

איך פועלים נגדי התנעה

נגדים ספירליים חוט או סרט נעשים על ידי סלילה על ציר גלילי «סיבוב אחר תור». הפער הנדרש בין הסיבובים נוצר על ידי מתיחת הספירלה והצמדתה למבודדים התומכים בצורה של גלילי חרסינה.

החיסרון של עיצוב זה הוא קשיחות נמוכה, שבגללה אפשרי מגע של סיבובים סמוכים, אשר דורש הפחתה בטמפרטורת הפעולה של החומר (100 מעלות צלזיוס עבור סליל קבוע). מכיוון שהקיבולת התרמית של נגד כזה נקבעת רק על ידי המסה של החומר ההתנגדות, זמן החימום של נגדים כאלה הוא קטן.

מומלץ להשתמש בנגדים בצורת ספירלה לפעולה ארוכת טווח, שכן חום מתפזר מכל פני השטח של החוט או הרצועה.

כדי להגביר את קשיחות הספירלה, ניתן ללפף את החוט על מסגרת דמוית צינור קרמי עם חריץ ספירלי על פני השטח, המונע מהסיבובים להיסגר על עצמם. עיצוב זה מאפשר לך להעלות את טמפרטורת הפעולה של הנגד מ-Constantan ל-500 מעלות צלזיוס.גם בהפעלה לטווח קצר, המסגרת יותר מכפילה את קבוע החימום בגלל המסה הגדולה שלה.

ב-d <0.3 מ"מ, החריצים על פני המסגרת אינם עשויים, והבידוד בין הסיבובים נוצר עקב האבנית (סרט תחמוצת) שנוצר בעת חימום החוט. כדי להגן מפני נזק מכני, החוט מכוסה באמייל זכוכית עמיד בחום. נגדי צינור כאלה נמצאים בשימוש נרחב לשליטה במנועים בעלי הספק נמוך, כגון פריקה, התנגדויות נוספות במעגלי אוטומציה וכו'. ההספק המרבי שבו הטמפרטורה שלהם אינה עולה על המקסימום המותר הוא 150 W, וקבוע החימום הוא 200 - 300 p. בשל המורכבות הטכנולוגית של ייצור מסגרות גדולות, נגדים אלה אינם משמשים בהספקים גבוהים.

להתנעת מנועים עד 10 קילוואט מה שנקרא שדות תיל או רצועה, הנקראים לפעמים נגדי לולאה. מבודדי פורצלן או אבן סבון מותקנים על לוח פלדה. חוט הקונסטנטן מלופף בחריצים על פני השטח של המבודדים. עבור נגדים זרם גבוה, קלטת משמש.

מקדם העברת החום ביחס לפני השטח של המוליך הוא רק 10-14 W / (m2- ° C). לכן, תנאי הקירור של נגד כזה גרועים יותר מאשר עבור סליל חופשי. בשל המסה הנמוכה של המבודדים והמגע התרמי החלש של המוליך עם לוחית המתכת, קבוע החימום של נגד המסגרת זהה בערך כמו בהיעדר המסגרת. הטמפרטורה המקסימלית המותרת היא 300 מעלות צלזיוס.

פיזור הכוח מגיע ל-350 וואט. בדרך כלל מספר נגדים מסוג זה מורכבים בבלוק אחד.

עבור מנועים עם הספק של שלושה עד כמה אלפי קילוואט, נעשה שימוש נגדים בטמפרטורה גבוהה המבוססים על סגסוגות עמידות חום 0X23Yu5. על מנת להקטין את הממדים הכוללים ולהשיג את הקשיחות הדרושה, הסרט עמיד בחום כרוך סביב הצלע ומניח בחריצים המקבעים את מיקום הכפיפות הבודדות. חמישה נגדים של 450 W מותקנים בבלוק אחד, הניתנים לחיבור במקביל בזרמים גבוהים.

לנגדים תרמיים יש TCR נמוך וקשיחות מכנית גבוהה, וזו הסיבה שהם נמצאים בשימוש נרחב במכשירים החשופים ללחץ מכני גבוה. לנגדים אלו יציבות תרמית גבוהה. חימום לטווח קצר עד 850 מעלות צלזיוס מותר עם טמפרטורה מותרת לטווח ארוך של 300 מעלות צלזיוס.

נגדי ברזל יצוק נמצאים בשימוש נרחב עבור מנועים עם הספק בין שלושה לכמה אלפי קילוואט.

בטמפרטורת הפעולה המקסימלית של ברזל יצוק של 400 מעלות צלזיוס, הכוח הנומינלי של הנגדים נלקח על סמך טמפרטורה של 300 מעלות צלזיוס. ההתנגדות של נגדי ברזל יצוק תלויה במידה רבה בטמפרטורה, ולכן הם משמשים רק כפלטים.

סט נגדים מברזל יצוק מורכבים בקופסאות סטנדרטיות באמצעות מוטות פלדה מבודדים מברזל יצוק עם מיקניט. אם יש צורך לייצר ברזים לנגד, הם מבוצעים באמצעות מהדקים מיוחדים המותקנים בין נגדים סמוכים המחוברים בסדרה.

ההספק הכולל של הנגדים המותקנים בקופסה אחת לא יעלה על 4.5 קילוואט. במהלך ההתקנה, קופסאות הנגדים מותקנות זו על גבי זו. במקרה זה, האוויר המחומם בקופסאות התחתונות שוטף את העליונות, ופוגע בקירור של האחרונים.

עבור כוננים חשמליים קריטיים, מומלץ להרכיב את הריאוסטט מקופסאות סטנדרטיות (ללא ברזים בתוך הקופסה). אם הנגד בקופסה פגום, המעגל משוחזר במהירות על ידי החלפת הקופסה הפגומה בחדשה.

מכיוון שטמפרטורת האוויר ליד הנגד גבוהה, החוטים והפסים חייבים להיות עמידים מספיק בחום או לא מבודדים כלל.

מבחר נגדים

ההתנגדות של נגד ההתנעה נבחרה כך שזרם ההתנעה היה מוגבל ולא היו מסוכנים למנוע (שנאי) ולרשת החשמל. מצד שני, הערך של התנגדות זו אמור להבטיח את התנעת המנוע למשך הזמן הנדרש.

לאחר חישוב ההתנגדות, מתבצע החישוב והבחירה של נגד החימום. הטמפרטורה של הנגד בכל מצב לא תעלה על המותר עבור עיצוב זה.