Дисковые резисторы

Общая информация

Дисковые резисторы HVR производится из смеси оксида алюминия, углерода и глины. После смешивания материал прессуется в требуемую форму, затем резисторы обжигают в туннельной печи при очень высоких температурах в восстановительной газовой среде.

В результате процесса спекания получаются керамические углеродные резисторы, состоящие на 100% из активного материала и, соответственно, обладающие минимальным размером. Затем, на поверхность диска наносится алюминий для обеспечения нормального электрического контакта. По краям диска наносится защитное покрытие для улучшения электроизоляционных свойств.

Благодаря возможности работать при энергиях от нескольких джоулей до мега джоулей, при частотах до нескольких мега герц, дисковые резисторы HVR могут быть использованы в самых ответственных приложениях, таких как: передача электроэнергии, импульсная мощность, AC / DC промышленные приводы, тяговый привод, поглощающая нагрузка и схемы формирования импульсов.

Техническая информация

Механические параметры

Размеры

Внешний диаметр ( Do ) 0.3 - 15.1 cм

Стандартная длина ( L ) 2.54 cм, возможно от 1 до 5 см

Плотность

Номинально 2.25 г / cм³

Ударные и вибрационные нагрузки

Дисковые резисторы являются достаточно надежными элементами, они способны поглощать передающиеся механические воздействия при отсутствии непосредственного прямого воздействия.

Коэффициент линейного расширения

В диапазоне от +4 x 10^-6 до +10 x 10^-6 на градус ° C в зависимости от удельного сопротивления материала.

Модуль Юнга

3 x 10⁶ Н cм^-2

Предел прочность при изгибе

30 дo 60 кг.м для диска диаметром 15.1 cм

Предел прочности при раздавливании

Средняя величина 12000 Н cм^-2

Прижимное усилие

Монтаж дисковых резисторов можно осуществлять непосредственно на силовые шины либо собирать в сборки, устанавливая диски на соединительный стержень. Важно обеспечить необходимое прижимное усилие для хорошего электрического контакта между дисками в течение длительного периода времени. HVR рекомендует применять соединение нескольких тарельчатых пружин (уменьшает коэффициент жесткости) для реализации надежного прижимного усилия :

Сила (kг ) = 120 x (Do - Di)^0.7 (±50%)

Как показатель суммарного сжатия можно использовать выражение:

Суммарное сжатие = 2 + (число дисков x 0.1) мм

Допускается монтаж с большими прижимными усилиями при условии, что поверхность диска ровная без инородных частиц, тем самым минимизируя риск приложения избыточных изгибающих моментов и последующего разрушения диска.

Контактные площадки диска

Металлизированные контакты наносятся на плоские поверхности диска. В качестве стандартных материалов металлизированных контактов применяются алюминий, медь, латунь, никель и серебро.

Защитное покрытие

Защитные покрытия на основе силикона и эпоксидного состава применяются для улучшения диэлектрических свойств в воздушной и газовой среде.

Защита окружающей среды

Дисковые резисторы могут быть пропитаны кремнийорганическим лаком для уменьшения влагоёмкости. Также применяется покрытие никелем для защиты от окисления контактных поверхностей дисков.

Сушка дисковых резисторов

Керамические дисковые резисторы имеют пористую структуру и могут впитывать влагу, которую следует удалить до применения резисторов. Необходимо просушить резисторы в печи при температуре 110 - 120 ° C в течение 24 часов. Хранить диски нужно в герметичном контейнере с гелем кремниевой кислоты.

Электрические параметры

Номиналы сопротивлений

По умолчанию E 24. По запросу также доступны и другие номиналы.

Допуски по номиналам сопротивлений

± 20%, ± 10% и ± 5% приняты за стандартные значения.

Диапазон изменения удельного сопротивления - ρ

От 3 Oм cм до 30000 Oм cм

ρ = R x A / L , где R = величина сопротивления

Индуктивность

Является пренебрежимо малой величиной (нГн), поэтому резисторы можно считать неиндуктивными. На практике индуктивность соединительных проводов значительно выше, чем индуктивность резисторов.

Диэлектрическая проницаемость ε_г

Достаточно сложно измеряемая величина, меняется в зависимости от удельного сопротивления материала.

Как правило : є_г ≈ 5

Максимальная электрическая прочность на см длины диска ( U рабочее)

Температурные показатели

Тепло, вырабатываемое дисковыми резисторами, рассеивается, главным образом, за счет излучения и конвекции с наружной поверхности. Для ограниченных областей поверхности можно применить математические модели для оценки теплопередачи во внешнюю среду .

Излучение и конвекция
Wa = 0.00026 (∆T) ^1.4
(где ∆T = 50 °C до 175 °C, Do = 1.9 мм до 15.1 мм, температура окружающей среды 25 °C)

Динамическая энергия
Так как активный материал имеет отрицательный температурный коэффициент по сопротивлению, то оценочные значения энергии, полученные на основе сопротивления мостовой схемы, будут ниже, чем реальные величины. Если принимать во внимание температурный коэффициент, то истинное значение динамической энергии можно подсчитать:
Если   E_B = энергия в Дж на основе сопротивления мостовой схемы
E_D = истинная динамическая энергия
α = температурный коэффициент сопротивления (ТКС)
Тогда  E_D = (2/α).(1 - √(1- αE_B)) Дж

В данном уравнении, α – дробная величина (не в %), поэтому в уравнении стоит знак”-”. 

Коэффициент теплопроводности
0.04 Вт / cм². °C / cм

Максимальная величина энергии резистора
Для дисков диаметром ≤ 11.2 cм: ≤ 600 Дж / cм³   (редко)
Для дисков диаметром > 11.2 cм: ≤ 500 Дж / cм³   (редко)

Рекомендованные рабочие температуры
Для дисков диаметром ≤ 11.2 cм: ≤ 300 °C (прерывистая работа)
Для дисков диаметром > 11.2 cм: ≤ 250 °C (прерывистая работа)
Для дисков любого диаметра:       ≤ 150 °C (непрерывная работа)

Увеличение температуры при подаче энергии
∆T (°C) = Дж (для диска) / (v x c_m)  (атмосферный воздух)

Тепловая постоянная времени
τ (s) = Max Дж @ 25 °C / Max Вт @ 25 °C

Полное охлаждение
≥ 4 τ

Понижающий фактор для других значений температуры окружающей среды (Ta °C) 
Необходимо умножить Max Дж @ 25 °C & Max Вт @ 25 °C на соотношение (150 - Ta) / 125, где Ta – температура окружающей среды

Повторяющиеся температурные импульсы
Полагая, что коэффициент теплообмена α (Вт / cм² . °C / cм) является постоянной величиной на всем диапазоне рабочих температур, то максимальное повышение температуры (∆Tp), для повторяющейся последовательности импульсов может быть подсчитано исходя из традиционных соотношений для геометрической прогрессии:
Если       ∆Tp (°C) = ∆T x ( 1 - (e - ( t /τ) )ⁿ ) / ( 1 - e - ( t /τ ) ) ............... 1
Где         ∆T - повышение температуры, связанное с каждым отдельным электрическим импульсом (°C)
τ - тепловая постоянная времени резистора (с)
t - частота повторений импульсов (с)
n - число импульсов
Если число импульсов (n) → ∞ (т.e. длительный режим работы), то уравнение 1 можно упростить так:
∆Tp (°C) = ∆T / ( 1 - e - ( t / τ ) ) ............... 2