В крановых схемах нерегулируемые резисторы имеют следующее назначение: пусковые служат для ограничения тока при пуске электродвигателя; регулирующие предназначены для регулирования частоты вращения электродвигателя; добавочные поглощают часть напряжения сети; тормозные ограничивают ток при торможении электродвигателей; разрядные защищают катушки электрических аппаратов и обмотки возбуждения электрических машин, имеющие большую индуктивность, от перенапряжений, возникающих при отключении этих аппаратов и обмоток; экономические способствуют уменьшению потерь энергии в обмотке электромагнитного аппарата или в цепи возбуждения электрической машины; установочные используют для наладки схем.

В схемах управления крановыми электродвигателями наибольшее распространение получили пусковые и регулирующие резисторы, которые называются пускорегули-рующими в отличие от чисто пусковых резисторов, рассчитанных на кратковременное нахождение под током и предназначенных только для ограничения пусковых токов электродвигателей. Резисторы включаются в цепь электродвигателя с помощью контроллеров того или иного типа. Сопротивления резисторов комплектуются из отдельных элементов, изготовляемых из сплавов высокого сопротивления (фехраля, константана) в виде ленты или проволоки, а также путем отливки из чугуна.

Рис. 5.10. Проволочный резистора

На рис. 5.10 показано устройство проволочного элемента из константана. К боковым ребрам стальной пластины-держателя крепятся на гипсе два ряда фарфоровых регуляторов, имеющих бороздки на наружной поверхности, глубина и шаг которых соответствуют диаметру проволоки, наматываемой на элемент. Начало и конец проволоки закрепляют скруткой, образующей петлю в начале и конце элемента; она служит выводом и закрепляется зажимом.

Ленточный элемент резистора (рис. 5.11) имеет такую же конструкцию держателя, как и проволочный, но другую форму изоляторов, соответствующую форме ленты.

Чугунные элементы представляют собой литые зигзагообразные пластины, на концах которых предусмотрены бобышки с отверстиями для крепления. Элементы изготовляют двух типов: типа СБ и типа СМ (рис. 5.12). Бобышки у элементов СБ в два раза толще, чем у СМ, поэтому два сложенных вместе элемента СМ занимают столько же места, сколько один элемент СБ. Все элементы имеют одинаковое расстояние между центрами отверстий. Для обеспечения хорошего контакта и во избежание образования ржавчины чугунные элементы оцинковывают. Всего выпускают 10 номеров элементов СБ и 6 номеров элементов СМ с различающимися сопротивлением и допускаемым длительным током. Номер элемента указывает его сопротивление в тысячных долях ома. Например, элемент СБ-5 имеет сопротивление 0,005 Ом, СБ-7 — 0,007 Ом, СБ-14 — 0,014 Ом. Отдельные элементы комплектуют в специальные ящики (рис. 5.13), называемые ящиками резисторов и изготовляемые трех видов: 1) типа Н, которые комплектуются из чугунных элементов, но допускается также установка константановых элементов; 2) типа СА; 3) стандартные ящики.

Рис. 5.11. Ленточный элемент резистора

Рис. 5.12. Чугунные элементы резисторов типов СБ (а) и СМ (б)

Ящики типа СА набирают из константановых или фехралевых элементов и применяют для двигателей мощностью до 6 кВт. Ящики типа Н и стандартные рассчитаны на средние и большие мощности. Ящики изготовляют открытыми, состоящими из двух стальных боковин, связанных изолированными микафолием шпильками, на которых собираются элементы. В соответствующих местах между бобышками ставят слюдяные шайбы, тем самым последовательно соединяя элементы в ящике. Между определенными бобышками устанавливают контактные башмаки для внешних соединений.

Собранные на шпильках элементы затягивают гайками. Для того чтобы контакт между элементами не нарушался от механических толчков и вследствие усыхания слюдяных шайб, создается постоянное натяжение на элементы компенсационными пружинами, которые надеты на шпильки между пакетами элементов и затягивающими гайками.

Рис. 5.13. Ящик резисторов
1 — чугунные элементы; 2 — изоляционные шайбы; 3 — изолированные шпильки; 4 — боковина

Ящики типа Н (рис. 5.14) и стандартные имеют одинаковые размеры боковин и расстояния между ними, а также одинаковый диаметр отверстий для крепления и допускают установку один на другой без каких-либо промежуточных креплений.

Ящики размещают на горизонтальной плоскости, а элементы обязательно должны быть расположены в вертикальной плоскости. По условиям нагрева не рекомендуется ставить друг на друга более трех ящиков, так как верхние будут сильно перегреваться; кроме того, в случае аварии затрудняется замена нижнего и среднего ящиков. Соединения между ящиками и в пределах одного ящика производятся голым медным проводом или шинами. Подводимые к ящикам внешние провода желательно делать с теплоупорной изоляцией.

Стандартные ящики резисторов по конструкции и размерам соответствуют ящикам типа Н, но их особенность заключается в том, что каждый стандартный ящик состоит из постоянного количества элементов какого-либо одного номера со стандартным расположением выводов.

Стандартные ящики набирают из элементов СБ по 20 штук в ящике и из элементов СМ по 40 штук в ящике, соединенных последовательно.

Номер ящика совпадает с номером элемента, вмонтированного в него; например, ящик № 20 имеет 20 элементов СБ-20. Полное сопротивление ящика соответствует его номеру и равно числу элементов, умноженному на сопротивление одного элемента. В данном случае сопротивление ящика составит 20 X 0,002 = 0,4 Ом, а сопротивление ящика № 105, состоящего из 40 элементов СМ-105, 40 X 0,105 = 4,2 Ом.

Стандартные ящики одинаковых номеров идентичны, и потому, имея на складе запасные ящики, можно быстро заменить вышедший из строя ящик. Возможность быстрой их замены является большим преимуществом, когда необходима бесперебойная работа электрооббрудования. Стандартные ящики резисторов широко применяют для напряженно работающих кранов. Для крупных электродвигателей, по условиям нагрева которых требуется большое количество ящиков с параллельными соединениями, используют исключительно стандартные ящики, так как комбинирование элементов в ящике не дает эффекта.

Ящики типов Н и СА удобнее и экономичнее при небольших мощностях двигателей, так как можно комбинировать различные элементы в одном ящике.

Применяемые на кранах резисторы делят на пускорегулирую- щие, включаемые в силовые (роторные) цепи электродвигателей, и резисторы управления, используемые в цепях управления и сиг­нализации.

Крановые пускорегулирующие резисторы включа­ют в цепь ротора асинхронного двигателя и контроллером управ­ляют ими для плавного разгона, регулирования частоты вращения и электрического торможения ротора, при этом значительная часть электрической энергии превращается в тепловую. В. зависимости от мощности электродвигателя, степени плавности разгона и тор­можения ротора резисторы имеют различную мощность, величину и число ступеней.

Резисторы изготовляют из сплавов: фехраль, нихром и реже константан в виде проволоки или ленты.

Проволочные резисторы навивают на трубчатые фарфо­ровые цилиндры (изоляторы), установленные на стальные держа­тели. После навивки цилиндры покрывают нагревостойкой стекло­видной эмалью. Несколько таких резисторов, собранных в пакет, стянутый болтами, и закрепленных с помощью изоляторов на плос­ких металлических держателях, составляют ящик резисто­ров. Отдельные резисторы перемычками (медными оголенными проводами) собирают по определенной схеме в реостат. В зависи­мости от назначения реостат может состоять из одного и более ящиков.

Для экономии изоляторов и улучшения условий охлаждения проволочные резисторы навивают непосредственно на плоские дер­жатели, на ребрах которых установлены дугообразные фарфоровые изоляторы (рис. 95, а).

Ленточные резисторы навивают из фехралевой ленты, по­ставленной на ребро и закрепленной аналогичным образом на фар­форовых трубчатых изоляторах (рис. 95, б). Выводы (концевые и промежуточные) от активного материала резисторов выполняют в виде петель самого материала либо пайкой тугоплавким актив­ным припоем.

Так как резисторы при работе выделяют значительное количе­ство тепла, ящики с воздушным зазором между ними 70—100 мм устанавливают друг на друга на мосту крана в горизонтальном положении. При этом защитные кожухи должны иметь жалюзи или окна, которые обеспечивают свободную циркуляцию воздуха между элементами резисторов.

Рассмотренные пускорегулирующие резисторы просты по кон­струкции, технологичны в изготовлении и ремонте, так как позво­ляют легко найти и быстро заменить негодный элемент. Резисторы управления применяют для ограничения напряжения или силы тока в цепях управления. Эти резисторы на­матывают из константановой или нихромовой проволоки на кера­мическую трубку и покрывают стекловидной эмалью. В отличие от крановых пускорегулирующих резисторов они рассчитаны на дли­тельный режим работы, устанавливают их на панелях магнитных контроллеров’ или в ящиках выпрямителей.

Рис. 95. Ящики резисторов:
а — с проволочными резисторами, б—с ленточными резисторами;1 — боко­вина, 2— константановая проволока, 3, 7 — фарфоровый изолятор, 4 — пере­мычка, 5 — держатель, 6 — фехралевая лента

По назначению крановые резисторы разделяют на: пускорегулирующие, включаемые в цепь ротора электродвигателя и работающие в повторно-кратковременном режиме, а также резисторы, работающие в длительном режиме в цепях управления и сигнализации. Резистор (от одноименного английского слова — сопротивляться) — элемент электрической цепи, оказывающий сопротивление электрическому току и применяемый для регулирования силы тока или напряжения.

Пускорегулирующие резисторы изменяют силу тока в цепи ротора электродвигателя в процессе плавного разгона (регулирования частоты его вращения) и торможения. Для значительного изменения силы тока в цепи резистор должен обладать большим удельным сопротивлением материала, поэтому их выполняют из специальных материалов: фехраля (жароупорный сплав железа, хрома и алюминия), удельное сопротивление которого в 75 раз выше, чем у меди, и кон- стантана (сплав меди, никеля и марганца) — удельное сопротивление в 25 раз выше, чем у меди.

При прохождении электрического тока через резистор последний нагревается и выделяет теплоту в окружающее пространство (рассеивает часть энергии), поэтому резисторы должны выдерживать высокую температуру и их следует устанавливать на металлоконструкции крана, а не в кабине управления. Оба сплава выдерживают действие высоких температур— до 300… 350° С, практически не изменяя свои электрические свойства.

Для изготовления резисторов применяют проволоку из фехраля или константана диаметром 0,5…1,6 мм, навитую с определенным шагом на дугообразные фарфоровые изоляторы с бороздками на наружной поверхности, надетые на пластины-держатели (рис. 90, а). В отдельных случаях применяют фехралевую ленту сечением от 0,8X6 мм до 1,6X15 мм, навитую с установкой на «ребро» на цилиндрический изолятор с канавками (рис. 90,6). Поэтому по виду каркаса, на который навивают проволоку или ленту, подразделяют пластинчатые и трубчатые резисторы. Начало и конец проволоки (ленты) крепят, скручивая в петлю, к винтовым зажимам.

Для увеличения общего сопротивления отдельные резисторы собирают в стандартные ящики типа НК.-1, содержащие до одиннадцати плоских элементов (рис. 90, а), и типа НФ-1, содержащие до пяти трубчатых элементов (рис. 90,6). Ящик резисторов состоит из двух металлических боковин У, соединенных между собой шпильками, на которых на изоляторах установлены резисторы. Посредством перемычек отдельные резисторы соединяют между собой по требуемой схеме и включают в цепь ротора электродвигателя.

Рис. 90. Ящики резисторов: а — типа НК-1, б — типа НФ-1

В зависимости от назначения электродвигателя и его мощности пускорегулирующие резисторы подбирают по каталогу из стандартных комплектов и они могут состоять из одного или нескольких ящиков резисторов, которые, в свою очередь, могут быть комбинированными, т. е. состоять из ящиков типа НК и НФ.

Пускорегулирующие резисторы включают в цепь ротора электродвигателя и ступенчато выключают (закорачивают) в процессе увеличения частоты вращения ротора при помощи контроллера. При установке рукоятки контроллера в 1-ю позицию все резисторы включены в цепь ротора (рис. 91, а, 1) и частота его вращения увеличивается по кривой (рис. 91,6). Уменьшение частоты вращения ротора электродвигателя производят в обратном порядке. Пускорегулирующие резисторы рассчитаны на кратковременное включение, поэтому длительная работа электродвигателя со включенными в цепь ротора резисторами, когда рукоятка контроллера установлена в промежуточные позиции (I…IV), запрещена, так как при этом резисторы значительно перегреваются.

Рис. 91. Схема включения пускорегулирующих резисторов в цепь ротора электродвигателя (а) и механические характеристики электродвигателя (б)