Сопротивления изготовляют из проводниковых материалов (проволоки или ленты), обладающих большим удельным сопротивлением. К таким материалам относятся фехраль, нихром, константан и другие подобные им сплавы. Все эти сплавы допускают работу при высоких температурах без вредных последствий.
Раньше сопротивления делали из чугуна, теперь чугунные сопротивления не применяются вследствие их большой хрупкости, из-за которой они часто давали трещины при тряске и вибрации, неизбежные на судне.
Сопротивления обычно выполняют в виде отдельных элементов, соединяемых последовательно, параллельно или смешанно. Комплект таких элементов укреплен на металлической конструкции и сверху защищен кожухом. Для лучшего охлаждения кожух делается не сплошным, а из металлической сетки или перфорированного железа с отверстиями для вентиляции. Такие комплекты называют ящиками сопротивлений. Ящики сопротивлений в водозащищенном исполнении применяют для установки на открытых палубах.
По конструкции сопротивления можно разделить на следующие:
а) трубчатые, представляющие собой фарфоровые или керамические трубы, на которые намотана проволока из константана или нихрома; сверху проволока покрыта стекловидной эмалью, т. е. воздухонепроницаема;
б) цилиндрические — на фарфоровых цилиндрах с канавками по наружной поверхности;
в) рамочные, или поля сопротивления, выполненные из проволоки или ленты, намотанной на металлические пластины, на ребрах которых укреплены фарфоровые изолирующие прокладки, называемые наездниками.
На рис. 1 изображен открытый (со снятым кожухом) ящик сопротивлений, набранный из отдельных полей сопротивлений.
Все применяемые в цепях судовых электрических машин реостаты подразделяются на: а) пусковые, служащие для пуска электродвигателей в ход; б) регулировочные (называемые также регуляторами возбуждения), служащие или для регулирования напряжения генераторов, или для регулирования числа оборотов электродвигателей; в) пуско-регулировочные (комбинация из пускового и регулировочного реостатов), служащие для пуска электродвигателей вход и для регулирования числа оборотов их во время работы.
Рис. 1. Ящик сопротивлений
Для защиты электродвигателя от последствий внезапного понижения напряжения в сети пусковой реостат связан с реле минимального напряжения или с магнитным контактором, а для защиты от перегрузки — с реле максимального тока.
После внезапного понижения напряжения в сети до нуля электродвигатель останавливается, причем пусковой реостат его остается выведенным из цепи якоря. Поэтому, когда причина понижения (исчезновения) напряжения устраняется и на зажимах электродвигателя вновь появляется полное напряжение, по якорю (при выведенном из его цепи пусковом реостате) может пройти большой, опасный для его обмотки ток. Реле минимального напряжения или магнитный контактор защищает электродвигатель от этой опасности.
Существует также способ защиты при помощи электромагнитной катушки, удерживающей рукоятку реостата в крайнем положении при работе электродвигателя. При понижении напряжения на зажимах двигателя эта катушка перестает притягивать рукоятку реостата и последняя под действием пружины отходит на холостой контакт реостата, т. е. выключает электродвигатель и одновременно вводит в цепь якоря все сопротивление реостата; восстановление полного напряжения на зажимах электродвигателя будет для него уже безопасным.
Пусковой реостат, снабженный приборами минимальной и максимальной защиты электродвигателя, является одновременно и пусковым и защитным аппаратом.
На рис. 2 изображена схема включения комбинированного пуско-регулировочного реостата, состоящего из пускового R и регулировочного сопротивления. К моменту пуска электродвигателя в ход рукоятка реостата должна стоять на холостом контакте а (положение I). Для пуска электродвигателя в ход переводят рукоятку реостата на первый контакт пускового сопротивления (положение II). Регулировочное сопротивление при | этом полностью выключено, и пуск совершается, как это и требуется, при полном магнитном потоке.
Рис. 2. Схема включения комбинированного пуско-регулировочного реостата
Рис. 3. Внешний вид одного из пусковых реостатов серии РП
Когда рукоятка при дальнейшем перемещении ее вправо займет среднее (положение III), электродвигатель будет работать с нормальной скоростью, т. е. без пускового сопротивления в цепи якоря и без регулировочного сопротивления в цепи обмотки возбуждения.
Дальнейшим движением рукоятки реостата вправо (положение IV) регулировочное сопротивление вводится в цепь обмотки возбуждения, т. е. уменьшается магнитный поток и возрастает скорость двигателя. Последнее (V) положение рукоятки реостата будет соответствовать максимальной скорости двигателя, так как в этом положении в цепь обмотки возбуждения введено все регулировочное сопротивление.
Пусковое сопротивление этого комбинированного реостата, как и в обычном пусковом реостате, рассчитано только на кратковременное прохождение по нему тока, поэтому рукоятку реостата нельзя оставлять (или держать длительно) ни в положении I, ни в положении II. На контактах же регулировочной части реостата, т. е. между положениями III и V, мы можем остановить рукоятку реостата в любой позиции (III, IV, V) в зависимости от той скорости,, которая требуется от электродвигателя.
Так как при остановке электродвигателя его обмотка параллельного возбуждения - не должна остаться разомкнутой (во избежание опасности повреждения ее возникающей при этом большой э. д. с. самоиндукции), то первый контакт пускового сопротивления соединяют проводником (на схеме он не указан) с последним контактом регулировочного сопротивления. При таком соединении пусковой и регулировочной частей пуско-регулировочного реостата обмотка параллельного возбуждения электродвигателя с переводом рукоятки реостата на холостой контакт (момент остановки двигателя) оказывается замкнутой на обмотку якоря через все пусковое и регулировочное сопротивление.
Рис. 4. Реостат со снятым защитным боковым кожухом (слева) и снятой крышкой (справа)
На рис. 3 показан внешний вид одного из пусковых реостатов серии РП с минимальной и максимальной защитой в брызгозащищенном исполнении, а на рис. 4 — этот же реостат со снятым защитным боковым кожухом (слева) и снятой крышкой (справа). Все части реостата смонтированы на панели из влагостойкого изоляционного материала. На ее лицевой стороне помещаются контакты, рукоятка (контактная щетка), контактор (внизу слева) и максимальное реле (внизу справа). На задней стороне панели укреплены сопротивления. Контактная панель крепится к основной плите (из алюминиевого сплава) четырьмя шпильками; на эти же шпильки надевается крышка реостата. Плита и крышка отливаются из алюминиевого сплава. Основная плита укрепляется лапками в вертикальном положении на той плоскости, где устанавливается реостат Боковой защитный кожух, изготовляемый из железа, надевается на
борта основной плиты и прижимается к ней затягиваемой на шпильках крышкой. Снизу и сверху боковой защитный кожух имеет отверстия для вентиляции реостата.
Реостаты этой серии изготовляются пяти различных величин Для пускаемых с полной нагрузкой двигателей мощностью не выше 1 квт служат реостаты нулевой (0) величины; при мощности двигателя до 1,75 квт применяются реостаты 1-й величины, при мощности 3,5 квт — 2-й величины, при мощности 5 квт — 3-й величины и при мощности 7,5 квт — величины 3-а (называемые также реостатами 4-й величины).
Рис. 5. Схема пуско-pегулировочного реостата серии РП
На рис. 5 представлена схема пуско-pегулировочного реостата серии РП. Реостат имеет реле максимального тока РМ для защиты двигателя от перегрузки и коротких замыканий и магнитный контактор КМ для защиты двигателя от последствий чрезмерного понижения напряжения или исчезновения его В сети, а также для включения и разрыва цепи двигателя, что предохраняет контактную щетку и первый контакт от обгорания. Экономическое сопротивление СЭ при работе двигателя, включенное последовательно с катушкой контактора, уменьшает силу проходящего по ней тока и связанные с этим потери энергии.
На рис. 6 этот пуско-регулировочный реостат показан со снятой крышкой. В нижней части рисунка слева виден контактор и рядом с ним экономическое сопротивление, а в нижней части справа— максимальное реле.
По внешнему виду пуско-регулировочный реостат отличается от пускового лишь несколько иной шкалой вокруг маховичка, на которой отмечены крайние и промежуточные положения контактной планки. Маховичок, как и в пусковом реостате, изготовляется из пластмассы.
Рис. 6. Пуско-регулировочный реостат показан со снятой крышкой
Конструкция регулировочных реостатов (регуляторов возбуждения) ничем существенным не отличается от рассмотренных конструкций пусковых и пуско-регулировочных реостатов.
