Khởi động và điều chỉnh biến trở: chuyển mạch

Biến trở được gọi là một thiết bị bao gồm một bộ điện trở và một thiết bị mà bạn có thể điều chỉnh điện trở của các điện trở đi kèm và do đó điều chỉnh dòng điện và điện áp xoay chiều và một chiều.

Phân biệt giữa biến trở làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng (dầu hoặc nước)… Làm mát bằng không khí có thể được sử dụng cho tất cả các thiết kế biến trở. Làm mát bằng dầu và nước được sử dụng cho các bộ biến trở kim loại, các điện trở có thể được ngâm trong chất lỏng hoặc chảy xung quanh nó. Cần lưu ý rằng chất làm mát phải và có thể được làm mát bằng cả không khí và chất lỏng.

Biến trở kim loại làm mát bằng không khí được phân phối nhiều nhất. Chúng dễ thích nghi nhất với các điều kiện vận hành khác nhau, cả về đặc tính điện và nhiệt cũng như về các thông số thiết kế khác nhau. Biến trở có thể được thực hiện với sự thay đổi điện trở liên tục hoặc từng bước.

biến trở dây

Công tắc bước trong biến trở bằng phẳng.Trong một công tắc phẳng, tiếp điểm di động trượt trên các tiếp điểm cố định trong khi di chuyển trong cùng một mặt phẳng. Các tiếp điểm cố định được chế tạo ở dạng bu lông có đầu hình trụ hoặc hình bán cầu phẳng, các tấm hoặc lốp bố trí dọc theo cung tròn thành một hoặc hai hàng. Tiếp điểm trượt di động, thường được gọi là chổi than, có thể thuộc loại cầu hoặc đòn bẩy, tự cân chỉnh hoặc không cân chỉnh.

Tiếp điểm di động không thẳng hàng được thiết kế đơn giản hơn nhưng không đáng tin cậy khi vận hành do lỗi tiếp điểm thường xuyên. Với tiếp điểm di động tự điều chỉnh, áp suất tiếp xúc cần thiết và độ tin cậy vận hành cao luôn được đảm bảo. Những liên hệ này đã trở nên phổ biến.

Ưu điểm của công tắc biến trở bước phẳng là cấu tạo tương đối đơn giản, kích thước tương đối nhỏ với số lượng bước lớn, chi phí thấp, khả năng gắn công tắc tơ và rơle trên tổng đài để tắt và bảo vệ mạch điều khiển. Nhược điểm — công suất chuyển mạch và công suất ngắt tương đối thấp, độ mài mòn cao của chổi than do ma sát trượt và nóng chảy, khó sử dụng cho các sơ đồ kết nối phức tạp.

Biến trở kim loại làm mát bằng dầu giúp tăng công suất nhiệt và thời gian làm nóng liên tục do công suất nhiệt cao và tính dẫn nhiệt tốt của dầu. Điều này cho phép trong các chế độ ngắn hạn tăng mạnh tải trên các điện trở và do đó, giảm mức tiêu thụ vật liệu điện trở và kích thước của bộ biến trở. Các phần tử ngâm trong dầu phải có diện tích bề mặt càng lớn càng tốt để đảm bảo tản nhiệt tốt.Không nên ngâm điện trở kín trong dầu. Ngâm dầu bảo vệ điện trở và tiếp điểm khỏi ảnh hưởng môi trường có hại trong hóa chất và các ngành công nghiệp khác. Chỉ có điện trở hoặc điện trở và tiếp điểm có thể được ngâm trong dầu.

Khả năng ngắt của các tiếp điểm trong dầu được tăng lên, đây là một lợi thế của các biến trở này. Điện trở nhất thời của các tiếp điểm trong dầu tăng lên, nhưng đồng thời các điều kiện làm mát cũng được cải thiện. Ngoài ra, máy ép tiếp xúc lớn có thể chịu được nhờ bôi trơn.Sự hiện diện của chất bôi trơn đảm bảo độ mài mòn cơ học thấp.

Đối với các chế độ hoạt động dài hạn và không liên tục, biến trở làm mát bằng dầu không phù hợp do truyền nhiệt từ bề mặt bể thấp và thời gian làm mát lâu. Chúng được sử dụng làm biến trở khởi động cho động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn lên đến 1000 kW với số lần khởi động không thường xuyên.

Sự hiện diện của dầu cũng tạo ra một số nhược điểm: ô nhiễm cơ sở, tăng nguy cơ hỏa hoạn.

Cơm. 1. Biến trở có điện trở thay đổi liên tục

Một ví dụ về biến trở có điện trở thay đổi gần như liên tục được thể hiện trong hình. 1. Trên khung 3 làm bằng vật liệu cách điện chịu nhiệt (steatit, sứ) quấn một dây điện trở. Để cách ly các lượt với nhau, dây bị oxy hóa. Một tiếp điểm lò xo 5 trượt trên một điện trở và một thanh hoặc vòng dẫn mang dòng điện dẫn hướng 6, được nối với tiếp điểm di động 4 và di chuyển nhờ một thanh cách điện 8, ở cuối thanh này có đặt một tay cầm cách điện (tay cầm được tháo ra trong hình). Vỏ 1 được sử dụng để lắp ráp tất cả các bộ phận và cố định bộ biến trở, và các tấm 7 để kết nối bên ngoài.

Biến trở có thể được bao gồm trong mạch dưới dạng biến trở (Hình 1, a) hoặc như chiết áp(Hình 1.6). Biến trở cung cấp khả năng kiểm soát trơn tru điện trở, và do đó, dòng điện hoặc điện áp trong mạch và được sử dụng rộng rãi trong môi trường phòng thí nghiệm trong các mạch điều khiển tự động.

Đề án bao gồm khởi động và quy định của biến trở

Hình 2 cho thấy mạch chuyển mạch sử dụng biến trở cho động cơ DC công suất thấp.

Cơm. 2… Mạch chuyển mạch biến trở: L — kẹp nối với mạng, I — kẹp nối với phần ứng; M — kẹp nối với mạch kích thích, O — tiếp điểm trống, 1 — hồ quang, 2 — đòn bẩy, 3 — tiếp điểm làm việc.

Trước khi bật động cơ, hãy đảm bảo rằng cần 2 của bộ biến trở ở tiếp điểm trống 0. Sau đó, công tắc bật và cần biến trở được chuyển sang tiếp điểm trung gian đầu tiên. Trong trường hợp này, động cơ được kích thích và dòng điện khởi động xuất hiện trong mạch phần ứng, giá trị của nó bị giới hạn bởi bốn phần của điện trở Rp. Khi tần số quay của phần ứng tăng lên, dòng điện khởi động giảm và cần biến trở được chuyển sang tiếp điểm thứ hai, thứ ba, v.v., cho đến khi nó không ở tiếp điểm làm việc.

Bộ biến trở khởi động được thiết kế để hoạt động trong thời gian ngắn, và do đó, đòn bẩy bộ biến trở không thể bị trễ trong một thời gian dài trên các tiếp điểm trung gian: trong trường hợp này, điện trở của bộ biến trở quá nóng và có thể bị cháy.

Trước khi ngắt kết nối động cơ khỏi nguồn điện, cần di chuyển tay cầm của bộ biến trở sang vị trí cực bên trái. Trong trường hợp này, động cơ bị ngắt khỏi nguồn điện, nhưng mạch cuộn dây trường vẫn đóng với điện trở của bộ biến trở.Nếu không, quá điện áp lớn có thể xảy ra trong cuộn dây kích thích tại thời điểm mở mạch.

Khi khởi động động cơ DC, bộ biến trở điều khiển trong mạch cuộn kích từ phải được kéo ra hoàn toàn để tăng từ thông kích từ.

Để khởi động động cơ có kích thích nối tiếp, hãy sử dụng biến trở khởi động kẹp đôi, khác với ba kẹp khi không có hồ quang đồng và chỉ có hai kẹp - L và Ya.

Các bộ biến trở có điện trở thay đổi theo bước (oriz. 3 và 4) bao gồm một bộ điện trở 1 và một thiết bị để chuyển đổi theo bước.

Thiết bị chuyển mạch bao gồm các tiếp điểm cố định và một tiếp điểm trượt di động và truyền động. Trong bộ biến trở chấn lưu (Hình 3), cực L1 và cực phần ứng I được kết nối với các tiếp điểm cố định, các đầu nối từ các phần tử điện trở, khởi động và điều chỉnh, theo sự cố giai đoạn và các mạch khác được điều khiển bởi bộ biến trở. Tiếp điểm trượt di động đóng và mở các giai đoạn của điện trở cũng như tất cả các mạch khác được điều khiển bởi bộ biến trở. Truyền động của biến trở có thể là thủ công (sử dụng tay cầm) và cơ giới.

Cơm. 3... Sơ đồ kết nối của biến trở khi khởi động: Rpc - điện trở shunt cuộn dây công tắc tơ ở vị trí tắt của biến trở, Rogr - điện trở hạn chế dòng điện trong cuộn dây, Ш1, Ш2 - cuộn dây kích thích động cơ DC song song, C1, C2 - cuộn dây kích từ nối tiếp của động cơ điện một chiều.

Cơm. 4… Sơ đồ kết nối biến trở điều khiển kích thích: Rpr — Điện trở ngược dòng, OB — Cuộn dây kích thích động cơ DC.

Biến trở của loại thể hiện trong hình. 2 và 3 là phổ biến.Tuy nhiên, thiết kế của họ có một số nhược điểm, đặc biệt là một số lượng lớn ốc vít và hệ thống dây điện, đặc biệt là trong các bộ biến trở kích thích có số lượng lớn các giai đoạn.

Sơ đồ mạch của biến trở chứa đầy dầu của sê-ri RM, được thiết kế để khởi động động cơ cảm ứng rô-to dây quấn, được thể hiện trong Hình. 5. Điện áp trong mạch rôto lên đến 1200 V, dòng điện 750 A. Độ bền chuyển mạch 10.000 lần hoạt động, cơ khí - 45.000. Biến trở cho phép 2 - 3 khởi động liên tiếp.

Cơm. 5 Sơ đồ mạch của một biến trở điều chỉnh đầy dầu

Biến trở bao gồm các gói điện trở và một thiết bị chuyển mạch được tích hợp trong bể và ngâm trong dầu. Các gói điện trở được lắp ráp từ các phần tử được dập từ thép điện và được gắn vào nắp bể. Thiết bị chuyển mạch thuộc loại trống, nó là một trục với các đoạn của bề mặt hình trụ được cố định trên đó, được kết nối theo một mạch điện nhất định. Các tiếp điểm cố định được kết nối với các phần tử điện trở được cố định trên một thanh cái cố định. Khi trục trống được quay (bằng bánh đà hoặc động cơ truyền động), các phân đoạn như các tiếp điểm trượt di động vượt qua các tiếp điểm cố định nhất định và do đó thay đổi giá trị điện trở trong mạch rôto.