РЕЗИСТОРНЫЙ БЛОК Российский патент 1998 года по МПК H01C3/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к металлическим резисторам, и может быть использовано при электросварке в качестве балластного или регулировочного сопротивления.

Широко известны резисторы, изготовленные из плоской металлической ленты, уложенной зигзагообразно или намотанной спирально на электроизоляционный каркас. Основным недостатком этих конструкций является их громоздкость, обусловленная необходимостью рассеяния выделяющегося тепла при ограничении температуры ленты.

Известен блок резисторов, содержащий каркас с размещенными на нем резисторами, каждый из которых состоит из спиралевидного резистивного элемента с токоподводами, спираль которого образована лентой, намотанной торцовой частью так, что плоскость витка расположена перпендикулярно оси спирали [1]. К недостаткам данной конструкции следует отнести ее большие габариты и сложность навивки спирали.

Наиболее близким техническим решением, которое выбрано в качестве прототипа, является мощный воздухоохлаждаемый резистор, содержащий корпус с резистивным элементом, выполненным в виде зигзагообразно изогнутой ленты, смежные участки которой выполнены с односторонним изгибом, и токоподводы, причем каждый перегиб каждой ленты жестко прикреплен к корпусу посредством изоляторов [2].

Недостатком данного технического решения является сложность изгиба ленты и ее прикрепления к корпусу. Кроме того, наличие большого количества крепежных деталей затрудняет монтаж и демонтаж резистивного элемента.

Техническая задача настоящего изобретения заключается в создании резисторного блока простой и надежной конструкции с минимальными габаритами и пониженной материалоемкостью.

Поставленная задача решается тем, что в резисторном блоке, содержащем корпус с резистивным элементом, выполненным в виде установленной на торец изогнутой ленты, и токоподводы, резистивный элемент выполнен из секций, в которых ленты изогнуты в форме плоских спиралей, соединенных с токоподводами, а сами секции установлены по высоте друг над другом с расположением полюсов спиралей на общей вертикали и совмещением в плане витков спиралей с образованием в свету вертикального спиралевидного канала.

Задача решается также тем, что начала спиралей секций смещены относительно полюсов с образованием центрального канала, в котором размещен по меньшей мере один токоподвод. Задача решается также тем, что спирали секций резистивного элемента выполнены из лент различной ширины и/или толщины.

Задача решается, кроме того, тем, что витки спирали эквидистантны. Поставленная задача решается также тем, что между секциями в радиальных плоскостях друг под другом установлены горизонтальные дистанцирующие опоры из электроизоляционного материала. Задача решается также тем, что дистанцирующие опоры установлены с образованием в плане по меньшей мере трехлучевой звезды. Задача решается также тем, что в каждой дистанцирующей опоре сверху и снизу выполнены поперечные пазы, в которых размещены витки спиралей соседних секций. Задача решается и тем, что концы спиралей секций зафиксированы в дистанцирующих опорах. Задача решается, кроме того, тем, что блок снабжен центральной и периферийными стойками, в которых установлены дистанцирующие опоры.

Технический результат от использования изобретения заключается в следующем. Навивка ленты в форме плоской спирали значительно упрощает технологию изготовления секций резистивного элемента. Установка секций по высоте друг над другом с совмещением в плане витков спиралей и образованием в свету вертикального спиралевидного канала обеспечивает условия для эффективного воздушного охлаждения ленты, что способствует снижению температуры ленты и, как следствие, повышению надежности и долговечности конструкции с одновременным снижением габаритов и материалоемкости. Установка между секциями дистанцирующих опор из электроизоляционного материала с расположением их в радиальных плоскостях друг над другом и выполнение в опорах поперечных пазов упрощает крепление ленты, а также повышает надежность резистивного элемента, исключая возможность замыкания витков спиралей. Фиксация концов спиралей секций в дистанцирующих опорах ограничивает перемещение токоподводов при термическом удлинении ленты, что способствует повышению надежности резистивного элемента.

На фиг. 1, 2 изображен резисторный блок, соответственно сбоку и в плане; на фиг. 3 - узел B фиг. 6, иллюстрирующий размещение ленты спирали в плане; на фиг. 4 - узел B на фиг. 6, иллюстрирующий фиксацию конца спирали в дистанцирующей опоре; на фиг. 5 - вид по стрелке Г на фиг.4; на фиг.6 - увеличенный фрагмент фиг. 2, иллюстрирующий соединение дистанцирующей опоры с центральной и периферийной стойками.

В соответствии с изобретением в корпусе 1 размещены секции 2 резистивного элемента. Каждая секция 2 выполнена из установленной на торец и изогнутой в форме плоской спирали ленты 3, изготовленной из металла с высоким удельным электросопротивлением. Лента 3 может быть изогнута в форме спирали Архимеда, у которой витки эквидистантны. Секции 2 установлены по высоте друг над другом с расположением полюсов спиралей на общей вертикали 4, которая может совпадать с центральной осью симметрии. Витки спиралей совмещены в плане, образуя в свету вертикальный спиралевидный канал 5. Начала 6 спиралей смещены относительно полюсов с образованием центрального канала 7, в котором размещен по меньшей мере один токоподвод 8. В зависимости от электрической схемы соединения секций в центральном канале 7 может быть размещено и несколько токоподводов 8 в виде гибких проводников, к которым присоединяются начала спиралей секций.

Между секциями 2 друг над другом в радиальных плоскостях К установлены дистанцирующие опоры 9 из электроизоляционного материала, например керамики. Эти опоры могут быть установлены с образованием в плане по меньшей мере трехлучевой звезды. Для надежной укладки ленты спирали и предотвращения замыкания соседних витков в дистанцирующей опоре 9 сверху и снизу выполнены поперечные пазы 10, в которые помещают ленты спиралей соседних секций 2. Ширину пазов выбирают с учетом толщины ленты 3 и возможности ее термического удлинения.

Резисторный блок может быть снабжен центральной 11 и периферийными 12 стойками, в которые устанавливаются дистанцирующие опоры 9. Центральная стойка 11 может быть выполнена, например, из трех (по числу лучей, образованных дистанцирующими опорами в плане) скрепленных между собой балок П-образного профиля, как показано на фиг.6. Периферийная стойка 12 может быть выполнена из балки такого же профиля. В этом случае дистанцирующие опоры 9 с лентами спиралей укладываются в обращенные друг к другу открытые пазы балок центральной и периферийной стоек.

Конец 13 спирали может быть зафиксирован в дистанцирующей опоре, например, замковым соединением 14, а присоединение к токоподводу 15 осуществляется на некотором расстоянии от конца 13 спирали, что обеспечивает неподвижность соединения при термическом удлинении ленты.

Снаружи корпус 1 охвачен перфорированным кожухом 16 для улучшения условий теплообмена резисторного блока.

Секции 2 соединены токоподводами 8 и 15 с блоком 17 переключателей, снабженным зажимами 18 для выполнения внешних соединений.

Укладка лент спиралей, соединенных с токоподводами, осуществляется в предварительно установленные в центральной и периферийной стойках дистанцирующие опоры.

Устройство работает следующим образом.

Секции 2 соединяют токоподводами 8 и 15 с блоком 17 переключателей. Посредством последних устанавливают требуемые величины сопротивления и тока нагрузки резисторного блока. Выполнение секций 2 из лент различного поперечного сечения позволяет повысить точность ступенчатого регулирования величины сопротивления резистивного элемента. К зажимам 18 присоединяют проводники внешней цепи.

При подключении резисторного блока к источнику питания и нагрузке (не показано) лента спиралей, установленных в пазах дистанцирующих опор, наилучшим образом контактирует с воздушным тепловым потоком, сохраняя свою устойчивость. При свободно установленных началах 6 и зафиксированных концах 13 лент спиралей их линейное термическое удлинение приведет к незначительному изменению радиуса витков спиралей в пределах ширины пазов дистанцирующих опор, которая выбирается из учета этого изменения. Ширина лент спиралей в секциях по высоте выбирается также из условия сохранения ее геометрической формы и, как следствие, ее надежности, так как при этом исключается ее провисание и замыкание витков соседних спиралей.

Расположение секций 2 друг над другом с совмещением в плане витков спиралей и образованием в свету спиралевидного канала способствует развитию естественной воздушной конвекции в этом, а также в центральном каналах и улучшает условия теплоотдачи секций, что приводит к более равномерному нагреву и понижению температуры ленты.

Таким образом улучшение условий охлаждения с более полным использованием поверхности ленты позволяет получить простую и надежную в эксплуатации конструкцию резисторного блока, а выполнение секций в форме плоских спиралей, компактность их установки и простота крепления дают возможность снизить материалоемкость и габариты конструкции в целом.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электросварке, и решает задачу создания резисторного блока простой и надежной конструкции с минимальными габаритами и пониженной материалоемкостью. Задача решается тем, что в резисторном блоке, содержащем корпус с резистивным элементом, выполненным в виде установленной на торец изогнутой ленты, и токоподводы, резистивный элемент выполнен из секций, в которых ленты изогнуты в форме плоских спиралей, соединенных с токоподводами, а сами секции установлены по высоте друг над другом с расположением полюсов спиралей на общей вертикали и совмещением в плане витков спиралей с образованием в свету вертикального спиралевидного канала. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Резисторный блок, содержащий корпус с резистивным элементом, выполненным в виде установленной на торец изогнутой ленты, и токоподводы, отличающийся тем, что резистивный элемент выполнен из секций, в которых ленты изогнуты в форме плоских спиралей, соединенных с токоподводами, а сами секции установлены по высоте друг над другом с расположением полюсов спиралей на общей вертикали и совмещением в плане витков спиралей с образованием в свету вертикального спиралевидного канала. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что начала спиралей секций смещены относительно полюсов с образованием центрального канала, в котором размещен по меньшей мере один токоподвод. 3. Блок по п.1, отличающийся тем, что спирали секций резистивного элемента выполнены из лент различной ширины и/или толщины. 4. Блок по п.1, отличающийся тем, что витки спирали эквидистантны. 5. Блок по п.1, отличающийся тем, что между секциями в радиальных плоскостях друг под другом установлены горизонтальные дистанцирующие опоры из электроизоляционного материала. 6. Блок по п.5, отличающийся тем, что дистанцирующие опоры установлены с образованием в плане по меньшей мере трехлучевой звезды. 7. Блок по п. 5 или 6, отличающийся тем, что в каждой дистанцирующей опоре сверху и снизу выполнены поперечные пазы, в которых размещены витки спиралей соседних секций. 8. Блок по любому из пп.5 - 7, отличающийся тем, что концы спиралей секций зафиксированы в дистанцирующих опорах. 9. Блок по п. 5 или 6, отличающийся тем, что он снабжен центральной и периферийными стойками, в которых установлены дистанцирующие опоры.