Назначение реостатов

Ступенчатый реостат

Реостатом, или потенциометром называется электрический прибор, который состоит из омического сопротивления и устройства регулировки (коммутатора). Честь изобретения электрического прибора, названного впоследствии реостатом, принадлежит немецкому физику Иоганну Христиану Поггендорфу. Реостат состоит из двух основных частей:

• Проводника
• Устройства регулировки сопротивления

Для достижения требуемых показателей электропроводности в конструкции реостатов применяются проводники различного сечения и длины.

Назначение реостата

Назначение реостата – регулировка основных показателей электрической цепи – напряжения и силы тока. Задачи, которые призван выполнять реостат, достигаются с помощью изменения величины сопротивления цепи. Реостаты могут отличаться друг от друга назначением и принципом действия.

Чтобы получить необходимые для целей применения значения напряжения и силы тока (от нулевого до максимального) реостат включается в электрическую цепь. Подключение может происходить двумя способами, в соответствии с существующими правилами электротехники:

Потенциометрическое включение реостата означает, что в электрической цепи он используется как делитель напряжения. Таким образом, реостат может использоваться в двух качествах:

1. Как составная часть электрической цепи
2. Как электроизмерительный прибор

Кажущаяся первоначальная простота устройства прибора обманчива, если рассматривать цели его применения. По своему назначению реостаты делятся на четыре категории:

1. Пусковые. Предназначены для регулировки (уменьшения) силы тока в тот момент, когда осуществляется запуск электродвигателя
2. Пускорегулирующие. Сфера применения данного вида реостатов – двигатели постоянного тока и асинхронные электродвигатели с фазными роторами
3. Нагрузочные. Задачей реостатов этой категории является создание сопротивления в цепи электрического тока
4. Балластные. Используются в качестве поглотителей электрической энергии, возникающей в момент его торможении

Кроме названных выше типов реостатов в промышленности используются делители напряжения – потенциометры. Их отличительной особенностью является отсутствие необходимости подключения трансформаторов или блоков питания. Такой реостат состоит из трёх клемм – одной нижней – для входа электрического тока, ещё одной нижней и одной верхней – для выхода. Регулирование напряжения – ползунковое.

Принцип действия ступенчатого реостата

Реостат – один из основных управляющих элементов в электрической цепи при передаче энергии от поставщика к потребителю. С помощью ступенчатого изменения сопротивления в цепи достигаются нужные показатели напряжения и силы тока. Принцип действия прибора следующий. Проводник соединяется с устройством регулировки в единую электрическую цепь. В ступенчатом реостате изменение напряжения производится скачками, или дискретно.

Конструкция реостата довольно проста:

1. Для фиксации токопроводящего элемента используется полая охлаждаемая трубка из керамики. Второе её назначение – обеспечение безопасности в качестве изолятора, так как керамика не проводит электрический ток.
2. На трубку наматывается проволока определённого сечения и длины. Контакты на концах проволоки соединяются в электрическую цепь.
3. К трубке подсоединяется рычаг, который может занимать несколько фиксированных положений.

Важно! Для обеспечения безопасности реостат, включённый в электрическую цепь, необходимо закрывать изолирующим кожухом.

Рычажный (ступенчатый) реостат выполняет возложенные на него функции следующим образом. В зависимости от количества спиралей, включённых в сеть и создающих сопротивление, изменяются показатели электрического тока – сила и напряжение.

Ступенчатый и скользящий контакты реостата

Кроме ступенчатого контакта в реостатах применяется и другой тип соединения – скользящий. Такая конструкция характерна для ползунковых реостатов. В них вместо рычага применяется передвигающаяся по всей длине трубки штанга с ползуном. Плавно движущийся контакт обеспечивает последовательное изменение сопротивления в цепи. Это достигается за счёт использования в схеме определённой части обмотки реостата.

Разумеется, в качестве материала для изготовления трубок реостата используется не только керамика. Токопроводящим материалом для электрической цепи реостата могут быть и другие материалы:

• Металл (предназначен для набора сопротивления).
• Уголь.
• Жидкая среда.

Работа ступенчатых и скользящих контактов реостата в большой степени зависит от организации процесса охлаждения. В качестве охлаждающей среды, как правило, используется воздух (естественное охлаждение) или жидкость (принудительное охлаждение). Для жидкостного охлаждения используются вода или масло. В конечном счёте, правильный выбор контактных материалов и охлаждающих сред для реостатов зависит от конкретного назначения и технических показателей прибора.

Область применения реостата

Сферами применения реостатов в наше время являются:

• Электротехника.
• Электроника.
• Радиотехника.
• Автомобилестроение.
• Промышленная автоматика.
• Металлургия и машиностроение.

Применять реостаты в современных областях использования электротехники необходимо крайне осторожно. Неправильное использование прибора может привести к выходу из строя всей электросети, неотъемлемой частью которой он является.

Правила пользования реостатом

Большинство реостатов, применяемых для пуска и регулировки работы электроприборов, выполнены по ступенчатой схеме. Рабочий цикл реостата предполагает большое количество включений и выключений. Соответственно, контакты выходят из строя. Для корректной работы прибора следует проводить циклические осмотры. При выходе из строя обмотки, резисторов, контактов или изоляторов необходимо осуществить ремонт и переналадку оборудования.

Ремонт реостатов включает несколько операций:

• Разборка
• Замена или восстановление повреждённых резисторов, изоляторов, частей системы управления
• Сборка
• Регулировка

При повреждении мелких изоляционных деталей (шайб, прокладок, втулок и др.) их следует заменить новыми. Такие мелкие элементы конструкции реостата ремонту не подлежат.

Помните! Допускается замена некоторых вышедших из строя деталей и узлов реостата новыми образцами.

Балластный реостат. Настройка сварочного тока

Основой стабильного протекания сварочного процесса является поддержание требуемой вольтамперной характеристики дугового разряда. В инверторных сварочных установках это достигается вследствие двухстадийного преобразования рабочего тока и определённой периодичности включения и выключения аппарата. Для остальных случаев в схеме должен присутствовать балластный реостат.

Назначение и устройство балластного реостата

Для формирования крутопадающей вольтамперной характеристики рабочего тока во время сварки, балластный реостат должен выполняет две функции: дискретно регулировать силу тока, и компенсировать его постоянную составляющую, которая возникает при питании сварочного поста от трансформатора.

Эффективность балластного реостата определяется числом его рабочих секций, каждая из которых представляет собой последовательную электрическую цепь из резистора с определённым сопротивлением и рубильника, механически разрывающего эту цепь. Соединение секций – параллельное, что создаёт наилучшие возможности для комбинированного включения в работу каждой из них. В результате регулировка тока может выполняться с шагом 5…10 А, чего в большинстве случаев бывает вполне достаточно. В общую цепь сварочного поста балластный реостат подключается последовательно источнику тока.

Конструктивно балластный реостат представляет собой агрегат, состоящий из:

1. Закрытого обдуваемого корпуса.
2. Нескольких плат из нихромовых или константановых лент.
3. Прерывателей, число которых соответствует числу ступеней регулирования.
4. Клемм, к которым подключаются кабеля сварочного аппарата.
5. Блока включения нужного сварочного диапазона.

Все элементы управления выводятся на одну из внешних панелей корпуса. В наиболее современных конструкциях балластных реостатов в корпус встраиваются вентиляторы, устраняющие перегрев аппарата при длительной работе на больших токах (в противном случае для этого приходится последовательно подключать несколько балластных реостатов), а также конденсаторные батареи, которые компенсируют постоянную составляющую тока, возникающую при специальных процессах сварки, в частности, алюминия.

Линейка РБ наиболее распространённых балластных реостатов, выполненных по вышеописанной схеме, включает в себя следующие типоразмеры:

• РБ-201 – регулирует ток в пределах от 10 до 200 А;
• РБ-300 – регулирует ток в пределах от 10 до 300 А;
• РБ-302 – регулирует ток в пределах от 10 до 315 А;
• РБ-306 – регулирует ток в пределах от 6 до 315 А;
• РБ-501 – регулирует ток в пределах от 10 до 500 А.

Балластный реостат РБ-302

Используется для ступенчатого управления силой сварочного тока в операциях ручной и полуавтоматической сварки или наплавки покрытий при помощи металлических электродов. Работает совместно с генераторами и многопостовыми сварочными выпрямителями. Рассчитан на поддерживание напряжения на дуге в пределах 27…30 В, предельное напряжение не может превышать 70 А при критическом падении на зажимах – 30 А. Охлаждение – воздушное, рекомендуемое значение ПВ — продолжительности включения составляет 60…65 % (если продолжительность сварочного цикла превышает 10 мин, то значение ПВ необходимо уменьшать).

Реостат РБ-302 может работать от сети напряжением 220 и 380 В, и с любым основным источником сварочного тока, кроме сварочных трансформаторов ТСД-300 и сварочных выпрямителей ВС-400 и ВС-600. В этих случаях необходимо подключать два балластных реостата, которые соединяются параллельно. Сила тока при этом увеличится вдвое.

Балластный реостат модели РБ-302 имеет два рабочих диапазона сварочных токов: 5 А и 10 А, при этом наименьшее значение разности токов в различных ступенях составляет 10 А. Число ступеней регулировки – 6, их включение и выключение производится при помощи контактных ножей. Плата веток регулирования собрана на фехралевых жаропрочных проволоках диаметром 2,2 мм, для электроизоляции используются профилированные керамические пластины.

Периодический контроль за работой балластного реостата РБ-302 производится путём измерения фактического сопротивления изоляции относительно заземлённого корпуса агрегата: соответствующее значение должно быть не меньше 500 кОм.

Разновидностью указанной модели является балластный реостат типа РБ-302У2, который снабжён дополнительной изолирующей крышкой и улучшенной электроизоляцией. Это позволяет использовать аппарат вне помещений, и вести безопасную сварку в условиях повышенной влажности окружающего воздуха, либо при активном ультрафиолетовом излучении.

Балластный реостат РБ-306

Эксплуатация модели РБ-302 выявила ряд ограничений. Быстрый выход из строя резисторов вследствие их перегрева и недостаточную точность регулировки по току. В частности, при длительных ПВ реостат сильно перегревается, что вынуждает применять аналогичный аппарат, подключаемый параллельно основному.

Модель РБ-306 лишена этих недостатков. Корпус аппарата выполнен с увеличенным количеством жалюзи, которые улучшают обдув элементов резисторных плат, а в качестве материала проволок использованы фехралевые пружины диаметром 3 мм. Первая ветка – на 6 А – собрана в виде трубчатого электронагревателя.

Модульная схема размещения элементов сопротивления облегчает их диагностику и замену. В результате указанных конструктивных изменений при тех же размерах и весе агрегата удалось расширить диапазон управления токами сварки и повысить точность регулировки.

На базе РБ-306 собираются блоки балластных реостатов (маркируются ББР), которые используют при электродуговой резке металлов. ББР эффективны в случае многопостовой сварки, применяются и для управления сварочным током от выпрямителей автоматических сварочных аппаратов.

При использовании балластных реостатов следует придерживаться следующих правил эксплуатации:

• Работать при условиях, которые указаны в паспорте на аппарат (климатическое исполнение всех типов балластных реостатов – от -40 до +45ºС);
• Запрещается эксплуатация в атмосфере, загрязнённой пылью и вблизи с источниками газа и пара, которые способствуют разрушению электроизоляции;
• Используемый балластный реостат должен проходить периодическую поверку в специализированной электролаборатории. Сроки и содержание такой поверки определяются положениями РД 03-614-03.

Балластный реостат

Балластный реостат – устройство, которое используется для регулировки уровня тока при выполнении сварочных работ. Его устройство представляет собой набор нескольких элементов сопротивления. Они выполнены из специальной проволоки из константана. Это позволяет добиться максимального омического сопротивления. В сварочную цепь данный агрегат подключается с помощью специальных рубильников.

Его подключение следует выполнять последовательно в цепь, при этом регулировка уровня сопротивления выполняется путем включения и отключения рабочих секций. Сварочные работы при подключенном реостате можно выполнять с силой тока с шагом 5-10А.

Устройство

Устройство балластного реостата довольно таки простое: он состоит из рабочих секций, помещенных в корпус аппарата. На каждой секции установлен рубильник сопротивления, с помощью которого можно включать и выключать секции. Также в устройство входят клеммы для подключения к сварочной цепи.

Каждая секция представляет собой ленту из специального металла, для чего обычно используют проволоку из константана или нихрома. Также большинство аппаратов оборудованы блоком включения, позволяющего регулировать сварочный диапазон на необходимом уровне.

Все элементы управления, в том числе блок включения и тумблеры, обычно расположены на одной панели аппарата.

Следует отметить, что большинство современных моделей реостата оборудованы кулерной системой для охлаждения устройства, представленной встраиваемыми вентиляторами. Такая система помогает избегать перегрева при длительной работе устройства. Это позволяет работать при больших токах без необходимости подключения дополнительного реостата.

Схема балластного реостата

Следует отметить, что при перегрузе этому аппарату свойствен значительный нагрев, который возникает при силе тока в 225 А. Поэтому рекомендуется, во избежание конфузов и возникновения неисправностей, включать в цепь два реостата.

Назначение

Назначение балластного реостата довольно простое, но выполнение сварочных работ без его функции в некоторых случаях невозможно. Этот аппарат необходим для регуляции силы тока в необходимом диапазоне с помощью тумблеров и компенсации постоянной составляющей. Такой эффект возникает в тех случаях, когда сварочные работы выполняются от трансформатора.

Эффективность и стоимость реостата зависит от количества секций, с помощью каждой из которых можно определенным способом регулировать уровень сопротивления. Рубильник позволяет механическим способом разорвать цепь.

Параллельное соединение секций позволяет оптимально комбинировать работу каждой, что очень важно для сварочного аппарата, которым выполняются соответствующие работы. Шаг регулировки силы тока обычно находится в диапазоне от 5 до 10 А.

На сегодняшний день следует выделить линейку наиболее популярных типов реостатов под названием РБ. Маркировка каждого аппарата указывает на диапазон силы тока, в пределах которого можно выполнять сварочные работы.

Балластный реостат РБ-302

РБ-302 – один из наиболее распространенных типов реостатов, технические характеристики которого позволяют работать при силе тока от 10 до 315 А. Данное устройство можно использовать при выполнении различных типов сварочных работ, в том числе ручных операций или при работе с полуавтоматом. Его можно применять совместно с выпрямителями и генераторами.

Балластный реостат РБ-302

РБ-302 оснащен системой воздушного охлаждения, что позволяет значительно расширить сферу его применения. Аппарат работает от сети 380 В. Может использоваться при подключении к различным типам источников питания, кроме некоторых типов трансформаторов. При работе с ними рекомендуют параллельно подключать несколько реостатов.

Это устройство, как и большинство аналогов, позволяет работать в двух диапазонах, 5 и 10 А. Состоит из шести рабочих секций, регулировка которых выполняется с помощью специальных контактных ножей. Диаметр проволоки, используемой в секциях, составляет 2,2 мм. Изоляция состоит из керамических пластин.

При использовании данного аппарата следует проводить периодический контроль, который выполняется путем измерения фактического сопротивления изоляции и сравнения с показателями корпуса.

Балластный реостат РБ-306

РБ-306 – следующее поколение из известной линейки реостатов. Данный вид призван стать решением проблем, которые часто возникают при использовании РБ-302. Среди них можно выделить частые поломки резисторов и перегрев самого аппарата. При разработке новой модели все недостатки предыдущего устройства были исправлены.

Новый корпус был разработан с увеличенным количеством отверстий, предназначенных для ускоренного охлаждения. Проволока секций изготовлена из фехрали.

Усовершенствованная схема расположения рабочих элементов позволяет быстро и беспроблемно проверять и заменять их.

Балластный реостат РБ-306

Данное устройство позволяет проводить резку металла. Для этого нужно собрать блок вышеуказанных реостатов, который используется вместе с выпрямителем.

Для эффективного использования реостата следует придерживаться определенных правил, среди которых следует выделить соблюдение климатических условий, чистоты рабочей зоны, а также постоянную диагностику аппарата на исправность. Это лучше делать в специальных сервисных лабораториях.