jump to content

News & Download

Глоссарий (author and ©: Dieter Brockners 1998, 2006)

Тип конструкции

Сопротивления по типу конструкции разделяются на слоистые, пленочные и толстопленочные (в данной статье не рассматриваются детально), проволочные, ленточные, сопротивления из листового металла, сопротивления из просечно-вытяжной металлической сетки и чугунные сопротивления.
Отдельные типы конструкции особенно хорошо подходят для отдельных сфер применения (например, чугунные сопротивления используются в качестве пусковых сопротивлений), что однако не исключает, что для определенного назначения не подойдут сопротивления других типов конструкции. Проектировщик определенного применения всегда отдаст предпочтение оптимальному типу конструкции с точки зрения его технических характеристик и экономической целесообразности.

Тормозное сопротивление

Тормозные сопротивления GINO поглощают избыточную энергию приводного электродвигателя и затормаживают его. Приводной двигатель действует как генератор. Направление тока и момент изменяются, и двигатель пытается противодействовать усилиям привода, вследствие чего он тормозит. В современной технологии приводов используется только трехфазный асинхронный электродвигатель. Асинхронный трехфазный двигатель с фазным ротором и вращающимся магнитным полем, запитываемый от сети, действует как генератор, передает свою энергию на сопротивления, включаемые в цепи ротора, и таким образом притормаживает. Современные технологии приводов применяют почти исключительно электродвигатели с короткозамкнутыми роторами. В тех случаях, когда необходимо регулировать скорость вращения ротора, используются статические преобразователи частоты, которые сначала преобразовывают напряжение сети в напряжение постоянного тока (напряжение промежуточной сети), а затем в напряжение трехфазного выходного тока с изменяющейся частотой. Частота вращения электродвигателя следует за частотой на выходе преобразователя частоты. Если это частота меньше действительной частоты вращения, электродвигатель становится надсинхронным, становится генератором и возвращает свою избыточную энергию.  Тормозное сопротивление, включаемое в промежуточной цепи, поглощает эту энергию. Это может происходить в форме кратковременных толчков нагрузки, как в случае с поездом, поднимающимся по склону, и энергии, действующей более длительное время. Тормозное сопротивление должно быть в состоянии поглощать как кратковременные толчки нагрузки, так и более длительную нагрузку. По сути сопротивления всех конструктивных типов могут использоваться в качестве тормозных. Для более маленьких приводов часто применяются сопротивления с проволочной обмоткой, а для больших - чугунные, стальные решетчатые и ленточные сопротивления.

Терморезистор

Терморезисторы - это либо те сопротивления, которые монтируются в корпусе теплоотвода (как правило, изготовленном из алюминия), или для достижения их полной номинальной мощности - устанавливаются на  отдельном теплоотводе. Их преимуществом является компактность конструкции и высокая степень защиты, которая позволяет не предусматривать отдельные меры для предотвращения непроизвольного прикосновения к частям под током.
Проводники сопротивления заделываются в изолирующую массу (кварцевый песок, керамический порошок) или монтируются на керамическую опору, который опять-таки выполняется в алюминиевом корпусе с охлаждающими ребрами. Корпус может также непосредственно принудительно охлаждаться воздухом или водой, что делает его конструкцию очень компактной. Благодаря хорошей теплопередаче от проводника сопротивления к заделывающей массе проводник может выдерживать высокие нагрузки.  Однако необходимо учитывать часто невысокую стойкость к импульсной нагрузке из-за его преимущественно небольшой массы. Такие сопротивления также должны аккумулировать энергию - в течение примерно от 0,1 до 2...3, поскольку даже при хорошей теплопередаче ан заделочную массу проводника, тепловая энергия не может быть отдана за столь короткое время.
Как правило, для хорошей теплоотдачи терморезисторы должны иметь такую же поверхность, как проволочные или ленточные сопротивления с воздушным охлаждением при тех же температурах поверхности. Их преимущество состоит в том, что в качестве монтажных и охлаждающих поверхностей для этих сопротивлений могут использоваться даже монтажные пластины или стенки распределительных шкафов.

Температурный коэффициент (ТК) сопротивления

Температурный коэффициент (TK, условное обозначение [?] = K-1) электрического сопротивления - это дополнительная величина, которая определяет, насколько увеличивается или уменьшается электрическое сопротивление проводника при изменении температуры на Кельвин = K.
Данная величина также часто рассчитывается в ppm (parts per million = частицах на миллион).
Электрическое сопротивление металлов, как правило, возрастает (положительный температурный коэффициент).
Углерод имеет отрицательный температурный коэффициент. Лампы накаливания с вольфрамовой нитью имеют низкое сопротивление при включении, их сопротивление достигает своей номинальной величины только в нагретом состоянии, сначала на них действует высокий ток включения, который при высоких нагрузках приводит к срабатыванию выключателя-автомата. Угольные лампы, применявшиеся в электротехнике раньше, напротив достигали максимальной мощности освещения, только когда нить накаливания нагревалась и достигала своего минимального значения. ТК в силовых сопротивлениях нежелателен, поскольку он изменяет характеристики сопротивления, что необходимо учитывать при проектировании.
Отдельные материалы сопротивлений имеют особенно низкие значения ТК и поэтому используется в производстве прецизионных и измерительных сопротивлений.
Специальные оксиды металлов с очень высоким положительным или отрицательным ТК применяются в качестве сопротивлений для ограничения тока (позисторы) или напряжения (варисторы) либо используются как температурные датчики в разных областях применения.

Тепловая постоянная времени

Тепловая константа времени T сопротивления определяет, насколько быстро возрастает его температура при определенных эксплуатационных условиях. При 1T он имеет 37% от своей максимальной температуры, а при 5T - почти достигает ее. Постоянная времени зависит от вида и массы сопротивления, площади поверхности и типа охлаждения. Чем больше постоянная времени, тем выше его кратковременная перегрузочная способность, а для отдельных конструкций - также и стойкость к импульсным нагрузкам, которые не связаны с постоянной времени непосредственно.  Чугунные сопротивления GINO демонстрируют максимальные тепловые постоянные времени благодаря своим значительным массам и поэтому характеризуются высокой перегрузочной способностью.

Тепловое сопротивление
Тепловое сопротивление [Rth] = K/Вт сопротивления определяет, насколько повышается его температура при нагрузке 1 Вт.
Сопротивление с Rth = 1,5 К/Вт нагревается на 300 К при нагрузке 200 Вт, т.е. при температуре окружающего воздуха 35 °C его температура составляет 335 °C. В сопротивлениях с непрямым охлаждением последовательно включаются несколько Rth . Их сумма равна Rth_общ и может учитываться в расчете температуры проводника сопротивления при определенной температуре поверхности. Rth зависит от конструкции и типа охлаждения сопротивления. Эта величина изменяется при изменении условий охлаждения. В целом, Rth - данная величина взята из силовой электроники, где она является параметром теплоотводов и  переходных сопротивлений контактов полупроводников - для силовых сопротивлений, за исключением сопротивлений теплоотводов, менее применима, поскольку ее значение зависит от фактической нагрузки и условий монтажа и охлаждения.
Теплопередача

Теплопередача - это важная физическая величина при определении конструкции сопротивления. Значение теплопередачи ? определяет, какую мощность Вт (Ватт) на единицу площади [A] = см?, м?, поверхности при повышении температуры на 1 K (Кельвин) может быть отдано в окружающую среду. ? зависит от свойств поверхности (гладкая, шероховатая), охлаждающей среды (газообразная, текучая, твердая) и температуры окружающего воздуха. Теплопередачу газообразных сред, таких как воздух, особенно трудно определить точно, так как она в значительной мере зависит от температуры воздуха и скорости его течения из-за подъема потоков нагретого воздуха или принудительного передвижения его масс.  Образование вихрей на шероховатых или структурированных поверхностях улучшает теплопередачу, поскольку при этом предотвращается наслоение.
Число теплопередачи ? = 0,002 Вт/(см? K) означает, что температура поверхности сопротивления при нагружении 0,6 Вт/см? повышается на  0,6/0,002 = 300 K.

Вверх