Главная Промышленные терморезисторы



здесь может идти речь только о чрезмерно больших колебаниях напряжения питания.

форма температурной характеристики терморезистора с положительным ТКС может меняться в широких пределах в зависимости от состава материала и технологии изготовления, и на рис. 12.1 построены две экстремальные характеристики этих приборов. Характеристика с меньшим наклоном сохраняет S-образ-ную форму, но имеет более протяженный участок скачкообразного изменения сопротивления.

Измерение температуры. Идеальный датчик для измерения температуры должен обладать воспроизводимой линейной зависимостью сопротивления от температуры в широком диапазоне температур при высоком ТКС; сам прибор должен иметь воспроизводимые параметры с приемлемыми отклонениями при сериДном производстве. Терморезисторы положительным ТКС Отвечают только одному из этих требований - имеют высокий ТКС. Они действительно обладают воспроизводимой температурной характеристикой сопротивления, но ее линейность ограничивается очень узким интервалом температур. Поскольку проводимость терморезнсторов с положительным ТКС определяется свойствами как самих зерен, так и явлениями на их поверхности, то регулировать разброс сопротивлений в процессе производства в данном случае значи- о

тельно труднее, чем для терморезисторов емпвратура,

с отрицательным ТКС. Поэтому для по- Рис. 12.1. Характеристики

лучения приемлемого выхода годных при- сопротивление -- темпера-

е; гл у большой (2) и ма-

боров и снижения их стоимости прихо- •• "

дится задаваться менее жесткими допусками. Еще более нестабильным, чем сопротивление, параметром терморезистора

с положительным ТКС я1вляется наклон его температурной характеристики, который также зависит от проводимости 1в объеме и па поверхности зерен. Так как характеристики терморезисторов с положительным ТКС далеки не только от идеальных, но даже от удовлетворительных, их не рекомендуют применять для измерения температуры.

Тепловая защита. Многие электротехнические устройства предназначены для работы при температурах, близких к предельно допустимой для используемых в них изоляционных материалов. Современные электродвигатели и некоторые трансформаторы имеют рабочую температуру лишь на 10-20° С ниже, чем предельно допустимая для изоляции обмоток. Любой дефект в устройстве или в системе, где работает это устройство, неизбежно влечет за собой повышение рабочей температуры устройства от-


лой (/) крутизной для терморезисторов с положительным ТКС



носительно номинальной и поэтому резко увеличивает вероятность его пробоя вследствие нарушения изоляции. Ремонт изоляции больших трансформаторов и электродвигателей обходится достаточно дорого; кроме того, их временный простой тоже связан с большими затратами. Даже в случае более дешевых элементов, таких как мощные транзисторы, истинный ущерб от пробоя может быть непропорционально выше стоимости ремонта или замены. Отсюда совершенно очевидна необходимость в защитном тепловом устройстве, которое сигнализирует или отключает источник питания, когда температура каких-то основных уст-ройств превысит допустимый уровень. Терморезисторы, обладаю-ющие очень большим положительным ТКС в определенном температурном диапазоне, являются идеальными термодатчиками для этих целей, и в устройствах тепловой защиты они стали применяться уже достаточно давно [1]. Так, в течение последних десяти лет они успешно использовались для тепловой защиты обмоток возбуждения мощных электродвигателей.

Традиционные методы защиты электродвигателей до начала бО-х годов основывались на включении в цепь пускателя (стартера) устройств, которые представляли собой по существу ограничители тока. И хотя обеспечиваемая ими степень защиты от перегрева токами перегрузки была достаточно высока, они пол ностью не решают проблему. В частности, они не могли защищать от перегрева при недостаточной вентиляции; кроме того, определенные трудности встречались при согласовании защитного устройства с двигателем во всем рабочем интервале токов, времени и температур, что часто приводило к ненужной остановке двигателей в отсутствие аварийного режима. Наконец, они снижали надежность защиты при пуске еще неостывшего двигателя (т. е. запускаемого повторно после кратковременного выключения) по сравнению с пуском холодного двигателя. Всегда считалось, что идеальное защитное устройство должно быть «внедрено» в обмотку двигателя, причем там, где выделяется тепло, а в случае трехфазного двигателя - в обмотку каждой фазы; такая конструкция обеспечивала бы отключение двигателя по достижении чрезмерно высокой температуры. Следует помнить, что изоляция обмоток способна кратковременно выдерживать температуру, превышающую номинальную. Например, изоляция класса Е имеет срок службы несколько лет при температуре 120° С1 и ожидаемый срок службы один месяц при температуре 180° С. Следовательно, кратковременное (в течение нескольких секунд) превышение температуры не приведет к аварийной ситуации и лишь незначительно скажется на сроке службы изоляции. Поэтому термочувствительный элемент должен срабатывать за несколько секунд до регистрации неисправного состояния, что позволит избежать ненужного отключения. Биметаллические защитные устройства, заделываемые в обмотку, часто не успевают срабатывать при очень быстром нарастании температуры сразу после включения двигателя, а это ведет к заклиниванию ротора;



кроме того, вследствие температурного гистерезиса они задерживают повторный пуск двигателя после быстрого устранения ава рийной ситуации.

Чтобы устранить этот недостаток, обычно применяют три дисковых терморезистора с положительным ТКС диаметром 3- 4 мм, гибкие выводы которых изолируют поливинилиденфтори-дом («кинаром») или ПТФЭ, а сами терморезисторы изолируют эпоксидным покрытием или термоусаживающейся трубкой из тех же материалов. Терморезисторы вводят по одному в каждую обмотку возбуждения следующим образом: обмотку вскрывают деревянным клином, между слоями проволоки тщательно устанавливают терморезистор и восстанавливают нарушенную структуру обмотки после извлечения клина [2]. Терморезисторы включают последовательно в управляющую схему, соединенную с отключающим реле. Этот вариант оистемы защиты схематически изображен на рис. 12.2, а «а рис. 12.3 (Приведена типичная промышленная схема [5]. Когда двигатель работает в нормальном режиме, температура обмотш возбуждения та-кова, что рабочие точки термо- р .г. Схема защиты трехфазного резисторов с шоложителкным электродвигателя ТКС лежат ниже их точек Кюри, т. е. они расположены в начале (крутого участка характеристической кривой, при этом полное сопротивление терморезисторов меньше 750 Ом. Повышение температуры в аварийной ситуации увеличивает сопротивление терморезисторов до тех пор, пока управляющая схема не вызовет срабатывание реле, т. е. до тех пор пока полное сопротивление не окажется в интервале от 1650 до


Тернаре !" зистор к

Л Терморе С • JI зистор с полоши.-,

ь-гС1 тнс I

B/IOK ijn -

ровлетя

I-о-

I й


-о---

Ipu терморезистора сопротид-лением М нашдми

12.3. Принципиальная схема релейной защиты электродвигателей с при-"бнением терморезисторов

6-78 161



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [52] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


0.0176