ОГЛЯД АНАЛОГІЧНИХ КОНСТРУКЦІЙ І ВИБІР НАПРЯМКУ ПРОЕКТУВАННЯ

2. ОГЛЯД АНАЛОГІЧНИХ КОНСТРУКЦІЙ І ВИБІР НАПРЯМКУ ПРОЕКТУВАННЯ

Конструкція заданого проволочного резистора змінного опору в великій мірі залежить від заданих його характеристик. Після аналізу технічного завдання відомо, що резистор має мати плоский резистивний елемент підковоподібної форми з постійним перетином у вигляді прямокутника.

Аналогічними конструкціями для заданого резистора є конструкції проволочних підстроювальних резисторів з коловим переміщенням рухомого контакта СП5-2, СП5-3, СП5-2Т, СП5-3Т. Ці резистори для приведення в рух ковзаючого контакту використовують черв’ячну передачу, що небажано використати в даному резисторі, так як ця конструкція із-за своїх мінімальних розмірів може вийти з ладу раніше терміну експлуатації, а також не забезпечує плавної зміни опору із-за створення деякого контактного зусилля і для фіксації встановленого опору потребує контактних пружин.

Більш наближеною конструкцією до конструкції проектованого резистора є резистори типу СП5-16ТБ, у яких притискування контактної системи до струмознімача здійснюється за рахунок пружини. Контактна пружина має форму консольно закріпленої балки, що дозволяє вибирати значення контактного зусилля в досить широких межах. Але негативною стороною цих резисторів є їх герметизація, що не дозволяє робити розбирання резистора.

Загальним елементом цих конструкцій, що не підходять для резистора у нашому випадку, є те, що резистивний елемент є струнним і контактна пружина знаходиться між тримачем і резистивним елементом. Пружина, що притискає контактну систему до струмознімача, знаходиться всередині корпусу, створює зусилля за рахунок своєї пружності і жорсткості матеріалу корпусу.

Враховуючи усі ці недоліки існуючих резисторів відносно нашого змінного резистора, вибираємо такі напрямки конструювання:

-  обертання ковзаючого контакту проводиться за допомогою контактної пружини;

-  фіксація встановленого опору за допомогою пружини;

-  створення контактного зусилля з допомогою пружини і шайб для можливості його регулювання;

-  струмознімач виконаємо у вигляді шайби, що переходить у зовнішній контакт і притискається до контактної системи циліндричною пружиною;

-  корпус резистора відкритий, тобто кришки немає, так як умови роботи всередині приміщення.

3. ЕЛЕКТРИЧНИЙ ТА КОНСТРУКТИВНИЙ РОЗРАХУНОК

 

3.1 Розрахунок резистивного елемента

1 Визначення площі плоского каркасу резистивного елемента проводиться згідно формули [1.73]:

 , (3.1)

де S – площа каркасу, мм²,

P – електрична потужність розсіювання, Вт;

J– перегрів обмотки, рівний різниці між максимальною допустимою температурою на обмотці і номінальною навколишньою температурою, ˚C;

μ – середній коефіцієнт тепловіддачі резисторів, що лежить в межах (5÷20)·10^-5 Вт/мм²·град [1.73];

.

2 Визначення діаметра проводу згідно формули:

 , (3.2)

де d – діаметр проводу, мм;

 ρ – питомий електричний опір проводу, Ом·мм²/м, для мангані-ну складає 0,46 Ом·мм²/м [1.39];

 R – опір обмотки, Ом;

 к – коефіцієнт, чисельно рівний відношенню кроку намотки до діаметра проводу. Для резистивних елементів, що намотуються ізольованим проводом к = 1,05÷1,2 [1.73];

.

3 Визначення довжини проводу L, мм:

 , (3.3)

.

4 Визначення кроку намотки проводу t_н, мм:

, (3.4)

 .

5 Визначення довжини каркасу:

Площа плоского каркасу визначається за формулою:

, (3.5)

де l₀ – довжина активної частини каркасу, мм;

a – висота каркасу, мм;

b – ширина каркасу, мм.

Звідки:

 . (3.6)

Вибираємо, виходячи з практичних міркувань:

a = 5 мм, b = 1 мм;

.

Рисунок 3.1 – Форма каркасу резистивного елемента

6 Визначення кількості витків резистивного елемента n:

, (3.7)

.

7 Визначення кроку намотки t_н через L, a, b:

, (3.8)

.

Цей результат приблизно рівний попередньому розрахунку, отже крок намотки вибраний правильно.

8 Визначення діаметру каркасу, зігнутого у підковоподібну форму:

 , (3.9)

де D – діаметр каркасу, мм;

 l_n – довжина каркасу в тому випадку, якщо би він мав форму замкненого кола, мм, що визначається з пропорції:

360° — l_n

φ — l_{0 ,}

де φ – кут повороту рухомого контакту, град;

 , (3.10)

;

 .

9 Визначення загальної довжини каркасу l:

, (3.11)

де l₀ – довжина активної частини каркасу, мм;

 D – відстань від краю каркасу до кінця або початку обмотки,

призначена для його закріплення, мм;

.