Жидкостный реостат
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( сентябрь 2012 г. ) |
Жидкостный реостат или водяной реостат. [1] Реостат или реостат соленой воды представляет собой тип переменного резистора . Его можно использовать в качестве эквивалентной нагрузки или в качестве пускового резистора для двигателей с большими контактными кольцами.
В простейшей форме он состоит из резервуара с рассолом или другим раствором электролита, в который электроды погружены для создания электрической нагрузки . Электроды можно поднимать или опускать в жидкость, чтобы соответственно увеличить или уменьшить электрическое сопротивление нагрузки. Для стабилизации нагрузки нельзя допускать закипания смеси.
В современных конструкциях используются электроды из нержавеющей стали, карбонат натрия или другие соли, а контейнер не используется в качестве одного электрода. В некоторых конструкциях электроды зафиксированы, а жидкость поднимается и опускается с помощью внешнего цилиндра или насоса. Системы запуска двигателя, используемые для частых и быстрых запусков и повторных запусков, что приводит к высокой тепловой нагрузке на реостаты, могут включать циркуляцию воды к внешним теплообменникам. В таких случаях необходимо тщательно выбирать антифриз и антикоррозионные присадки, чтобы не изменить устойчивость и не способствовать росту водорослей или бактерий.
Реостат с соленой водой работает с коэффициентом мощности, равным единице , и имеет сопротивление с незначительной последовательной индуктивностью по сравнению с эквивалентом с проволочной обмоткой, и до 20 лет назад широко использовался сборщиками генераторов. [ на момент? ] как само собой разумеющееся. Иногда их до сих пор строят на месте для ввода в эксплуатацию больших дизель-генераторов в отдаленных местах, где выброшенные масляные бочки и строительные леса могут образовывать импровизированный резервуар и электроды.
Описание
[ редактировать ]Обычно традиционный жидкостный реостат состоит из стального цилиндра ( отрицательный ) размером около 5 футов (1,5 м), стоящего на изоляторах, в котором подвешен полый стальной цилиндр. Он действовал как положительный электрод и поддерживался стальным тросом и изолятором от регулируемого шкива. Соединение водопроводной трубы включало изолированную секцию. В резервуаре была соленая вода, но не в той концентрации, которую можно было бы назвать «рассолом». Все устройство было огорожено в целях безопасности.
Операция была очень простой: добавление большего количества соли, большего количества воды или изменение высоты центрального электрода меняло бы нагрузку. [2] Нагрузка оказалась вполне стабильной, незначительно меняясь по мере нагревания воды, которая так и не закипела. Рассеиваемая мощность составила около 1 мегаватта , при потенциале около 700 вольт и токе около 1500 ампер .
В современных конструкциях используются электроды из нержавеющей стали, карбонат натрия или другие соли, а контейнер не используется в качестве одного электрода.
Системы с частым запуском могут предусматривать циркуляцию воды к внешним теплообменникам. В таких случаях антифриз и антикоррозионные присадки следует выбирать тщательно, чтобы не изменить устойчивость и не способствовать росту водорослей или бактерий.
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]Преимуществом является бесшумная работа без шума вентилятора, свойственного современным конструкциям резистивных сеток .
К недостаткам относятся:
- коррозия медных соединительных кабелей и троса
- отсутствие изоляции от земли, что может привести к срабатыванию системы обнаружения земли
Использование
[ редактировать ]В 1950-х годах железные дороги обычно использовали нагрузочные банки с соленой водой для проверки выходной мощности дизель-электрических локомотивов . [3] Впоследствии они были заменены специально разработанными блоками резистивной нагрузки . Некоторые ранние электровозы трехфазного переменного тока также использовали жидкостные реостаты для запуска двигателей и балансировки нагрузки между несколькими локомотивами. [4]
Жидкостные реостаты иногда использовались в приводах больших (тысячи киловатт/лошадей) двигателей с фазным ротором для управления сопротивлением цепи ротора и, следовательно, скоростью двигателя. Положение электрода можно было регулировать с помощью небольшой электрической лебедки или пневматического цилиндра. Охлаждающий насос и теплообменник были предусмотрены для рассеивания энергии скольжения в техническую воду или другую водную систему. [5]
Массивные реостаты когда-то использовались для регулировки яркости театрального освещения, но твердотельные компоненты заняли их место в большинстве устройств с высокой мощностью. [6]
Текущее использование
[ редактировать ]В распределительных сетях высокого напряжения используются фиксированные электролитные резисторы для заземления нейтрали, чтобы обеспечить действие ограничения тока, чтобы напряжение на земле во время повреждения поддерживалось на безопасном уровне. В отличие от твердотельного резистора, жидкостный резистор самовосстанавливается в случае перегрузки. Обычно сопротивление настраивается во время ввода в эксплуатацию, а затем остается фиксированным. [7]
Современные стартеры двигателей [8] полностью закрыты, а движение электрода контролируется серводвигателем. Обычно 1-тонный резервуар запускает двигатель с контактными кольцами мощностью 1 мегаватт, но время запуска значительно варьируется в зависимости от применения.
Проблемы безопасности в старых конструкциях
[ редактировать ]Банк нагрузки, полностью наполненный соленой водой, возник в более раннюю, менее регулируемую и спорную эпоху. Для принятия действующего законодательства по безопасности необходимы более закрытые конструкции.
Они не более опасны, чем электродные нагреватели , которые работают по тому же принципу, но с использованием простой воды, или погружные электрические нагреватели, при условии соблюдения правильных мер предосторожности. Для этого необходимо подключить контейнер как к земле, так и к нейтрали, а также отключить все полюса с помощью подключенного автоматического выключателя сверхтока . На открытом воздухе барьеры безопасности необходимы .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Жидкий реостат, определение жидкого реостата в бесплатной онлайн-энциклопедии» . Энциклопедия2.thefreedictionary.com . Проверено 9 апреля 2013 г.
- ^ «Жидкие реостаты» . Chestofbooks.com . Проверено 9 апреля 2013 г.
- ^ Армия США, Эксплуатация и техническое обслуживание дизель-электрических локомотивов TM 55-202 , 965, стр. 240
- ^ Понтекорво, Г. (6 марта 1915 г.). «Некоторые результаты трехфазной электрификации Италии» . Электрожелезнодорожный журнал . Том. 45, нет. 10. Нью-Йорк: МакГроу Хилл (опубликовано в июне 1915 г.). стр. 452–453.
- ^ Игорь Карасик и др. (редактор), Справочник по насосам, четвертое издание , Mc Graw Hill 2008, ISBN 978-0-07-146044-6 страниц 9-113 -9-115
- ^ Платт, Чарльз (2012). Энциклопедия электронных компонентов. Том 1, [Источники питания и преобразования: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, переключатели, энкодеры, реле, транзисторы] . Севастополь, Калифорния: О'Рейли/Мейк. п. 89. ИСБН 978-1-4493-3387-4 . OCLC 824752425 .
- ^ «Резисторы заземления нейтрали — жидкостного типа — от 3,3 кВ до 33 кВ» .
- ^ «Электролитический пускатель (LRS) для двигателей с фазным ротором большой мощности - EPM - Электролитические стартеры для двигателей с фазным ротором • AOIP» .