МОЩНЫЙ ВОЗДУХООХЛАЖДАЕМЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ РЕЗИСТОР
POWERFUL AIR-COOLED RIBBON RESISTOR

Изобретение относится к конструкции резисторов большой мощности и может быть использовано в системах электродинамического торможения электрического транспорта, например электровозов.
Известен воздухоохлаждаемый ленточный резистор, содержащий опорные боковины, состоящие из металлических пластин и опор, выполненных из электроизоляционного материала и несущих стяжные шпильки с изоляторами, металлический резистивный элемент, выполненный в виде зигзагообразной плоской ленты, причем изоляторы выполнены с аксиальными цилиндрическими поднутрениями, в которые вставлены изоляционные втулки и держатели ленты, а между изоляторами и держателями установлены асбестовые прокладки [1].
Недостатком указанного резистора является невозможность размещения вентилятора внутри резистора для создания компактной модульной конструкции.
Известен мощный воздухоохлаждаемый ленточный резистор, принятый за прототип, содержащий корпус, выполненный в виде двух коаксиально расположенных колец, между которыми на изоляторах расположен резистивный элемент, выполненный в виде зигзагообразной изогнутой ленты, смежные участки которой выполнены с односторонним изгибом и закреплены на изоляторах. Резистор состоит их трех горизонтальных секций, по 120° каждая, обдуваемых прямоточным осевым вентилятором, приводной двигатель которого установлен в проеме внутреннего коаксиального кольца. Причем участки ленты между изоляторами выполнены дугообразными [2].
Недостатком известного резистора является большая вероятность провисания дугообразных участков ленты между местами крепления на изоляторах и возможного их замыкания, а также возможный перегрев вентиляторного двигателя, окруженного кольцами с резистивной лентой.
Техническим результатом изобретения является оптимизация конструкции и повышение надежности мощного воздухоохлаждаемого ленточного резистора.
Технический результат достигается тем, что в мощном воздухоохлаждаемом ленточном резисторе, содержащем каркас с закрепленными на нем вентилятором и разрезными соосными кольцами, состоящими из дуговых стержней, с нанизанными на них изоляционными втулками, между которыми установлены держатели с зигзагообразно изогнутой резистивной лентой, разрезные кольца содержат по два полукольца, держатели выполнены одновременно и как натяжители, каждый зигзаг резистивной ленты состоит из прямого участка между двумя держателями, один из которых установлен на верхнем полукольце, другой - на соответствующем нижнем полукольце, место перегиба резистивной ленты на держателе выполнено U-образным, поверхность резистивной ленты выполнена с насечками-турбулизаторами, вентилятор размещен внутри резистора между верхними и нижними разрезными соосными кольцами (полукольцами), а приводной двигатель над указанными кольцами. При этом мощный воздухоохлаждаемый ленточный резистор, снабжен разомкнутым боковым овальным кожухом, геометрический центр которого находится на оси вращения вала вентилятора, разъем составляет (1,0-1,3)d, в горизонтальной плоскости расстояние от кожуха до резистивной ленты по одной оси овала составляет (0,35-0,45)d, а по другой перпендикулярной к ней оси составляет (0,05-0,15)d, где d - внешний диаметр разрезных колец с резистивной лентой.
На фиг.1 представлен общий вид (в разрезе) мощного воздухоохлаждаемого ленточного резистора; на фиг.2 - разрез А-А с фиг.1; на фиг.3 - узел крепления держателя резистивной ленты (вид Б с фиг.1).
Мощный воздухоохлаждаемый ленточный резистор состоит (фиг.1, 2) из каркаса 1 с кожухом 2, внутри которых на опирающихся на изоляторы 3 стойках 4 установлены металлические верхние полукольца 5, 6 и нижние полукольца 7 и 8, составляющие разрезные кольца, расположенные горизонтально, параллельно друг другу.
На каждом из полуколец 5-8 находятся (фиг.3) плотно нанизанные на дуговые стержни 9 изоляционные втулки 10 с держателями (одновременно и натяжителями) 11 и асбестовыми прокладками 12 между ними. Резистивная лента 13 зигзагообразно закреплена на держателях 11. Она имеет прямые участки между двумя держателями 11, один из которых установлен на верхнем полукольце, другой - на нижнем полукольце (5 и 7, 6 и 8 соответственно), и места перегиба. В местах перегиба на держателях 11 резистивная лента 13 имеет U-образную форму.
Для более эффективного охлаждения поверхность резистивной ленты 13 снабжена насечками-турбулизаторами (на чертеже не показано).
В верхней части резистора на каркасе 1 (над разрезными кольцами) установлен (фиг.1) электродвигатель 14, вал которого муфтой 15 соединен с валом 16 вентилятора 17. Вал 16 установлен вертикально в подшипниковых опорах 18, 19, находящихся на каркасе 1. Ось вращения вала 16 совпадает с осями разрезных колец (полуколец 5-8). Вентилятор 17 находится между верхним и нижним разрезными кольцами (т.е. между полукольцами 5, 6 и 7, 8).
1
2
1
2
3
Резистор снабжен (фиг.2) разомкнутым боковым овальным кожухом 2, геометрический центр которого находится на оси вращения вала 16 вентилятора 17. В горизонтальной плоскости расстояние от кожуха 2 до резистивной ленты 13 по одной оси овала составляет b=b=(0,35-0,45)d, а по другой, перпендикулярной к ней, оси овала - a(a)=(0,05-0,15)d. Величина разъема кожуха 2 составляет b=(1,0-1,3)d, где d - внешний диаметр разрезных колец с резистивной лентой 13.
Перед подключением резистора включается электродвигатель 14 и приводит во вращение вентилятор 17. Затем подается ток на резистор и под его воздействием резистивная лента 13 нагревается, но держатели 11 удерживают резистивную ленту 13 в натянутом состоянии во всем диапазоне температур, не допуская смыкания ее смежных прямых участков. Воздухообдув вентилятором 17 не допускает перегрева резистивной ленты 13. П-образная форма перегибов резистивной ленты 13 предотвращает ее от провисания и хрупкого разрушения.
Наличие насечек-турбулизаторов на резистивной ленте 13 также повышает эффективность ее охлаждения.
Расположение резистивной ленты вокруг вентилятора и расположение кожуха на определенных расстояниях от оси вентилятора во взаимно перпендикулярных направлениях позволяет обеспечить оптимальные аэродинамические характеристики вентилятора, не допускающие перегрева резистивной ленты.
Представленный мощный воздухоохлаждаемый ленточный резистор является комплексным устройством, содержащим собственно резистор, кожух и охлаждающий мотор-вентилятор, которое обеспечивает эффективное гашение электрической энергии порядка нескольких тысяч киловатт. Рассмотренные технические решения повышают надежность работы резистора и, следовательно, электрического транспорта, например электровоза, в целом.
Источники информации
1. Воздухоохлаждаемый ленточный резистор для подвижного состава. Патент на полезную модель №RU 36563 U1, кл. Н01C 3/10, опубл. в 2004 г.
2. Мощный воздухоохлаждаемый резистор. А.с. на изобретение SU №1327195 А1, кл. Н01С 3/10, опубл. в 1987 г.