Выбор подходящего резистивного устройства для использования в составе испытательного стенда требует учёта множества факторов, особенно в условиях импульсных нагрузок высокой мощности. Такие задачи зачастую характеризуются крутыми фронтами нарастания тока, различными временными интервалами действия нагрузки и высокими требованиями к надёжности системы. 

При подборе резистивного устройства необходимо учитывать следующие ключевые параметры: 

Собственную теплоёмкость: резистивное устройство должно обладать достаточной способностью поглощать тепловую энергию без значительного повышения температуры, чтобы избежать термического выхода из строя. Высокая собственная теплоемкость обеспечивает надежность устройства и долговечность эксплуатации даже при возникновении нештатных ситуаций. Например, теплоёмкость одного резистивного модуля РБМВ-1М при габаритных размерах 800×800×1700 мм при ΔT = 35 °C составляет внушительные 52,5 МДж.

Мощность: выбранная конструкция должна соответствовать пиковой мощности импульсов и средней мощности за цикл работы, а также, иметь запас по мощности на случай непредвиденных ситуаций. Предприятие ЛИРА-С серийно производит резистивные устройства мощностью от 70 кВт до 2,5 МВт на один модуль.

Индуктивность: для высокоскоростных процессов требуется минимальная собственная индуктивность резистора, чтобы свести к минимуму влияние паразитных эффектов — это отдельный класс резистивных устройств. Компания «ЛИРА-С» имеет опыт разработки таких устройств на токи в импульсе до 20 кА и амплитудное напряжение до 35 кВ одновременно.

Прочность изоляции: при работе с высоким и средним напряжением важно обеспечить надёжную изоляцию для предотвращения пробоев (в том числе вызванных коммутационными перенапряжениями) и повышения общего уровня надёжности и долговечности резистора или нагрузочного устройства.

Возможность изменять сопротивление резистивной сборки в широком диапазоне: эта возможность обеспечивается модульной конструкцией наших резистивных устройств. Например, один модуль РБМВ-1М производства ЛИРА-С состоит из 220 отдельных гальванически не связанных резистивных элементов, модулей в устройстве может использоваться одновременно несколько. Это позволяет собрать резистивную сборку практически не ограниченной мощности в широком диапазоне значений сопротивления с помощью коммутационных устройств (шин, рубильников, контакторов, выключателей) путём последовательно-параллельного соединения. Средства автоматизации позволяют оператору испытательного стенда контролировать работу и выбирать требуемое сопротивление на сенсорной панели оператора или удалённом терминале, а по окончании испытаний менять его на другое требуемое сопротивление. Таким образом, приобретая резистивное устройство ЛИРА-С, вы получаете фактически программируемый резистор для широкого спектра испытаний.

Возможность выбора способа отвода тепла: мы разрабатываем и производим резистивные устройства с жидкостным охлаждением и комбинированным типом теплоотвода - водо-воздушным - отвод тепла из жидкого теплоносителя происходит через эффективный теплообменник путем нагрева воздуха, который отводится посредством обычного вентиляционного воздуховода. При использовании резистивного устройства комбинированного типа и относительно кратковременных периодов нагрузки вы получаете компактное резистивное устройство на напряжение до 35 кВ и токи до сотен килоампер высокой пиковой мощности, без необходимости использования отдельной дорогостоящей системы воздушного охлаждения. Такие характеристики обеспечивается внушительной собственной теплоемкостью (до сотен МДж) используемых модулей.

Габаритные размеры: необходимо найти оптимальный компромисс между габаритами устройства и его характеристиками, чтобы не увеличивать занимаемую площадь и не переплачивать за резистивное устройство. Резистивные модули производства ЛИРА-С имеют самые высокие показатели удельной мощности на килограмм.

Для точного расчёта и проектирования резистивных устройств применяются современные методы численного моделирования. На этапе проектирования создаются трёхмерные модели в CAD-CAE системах, таких как SolidWorks, что позволяет детально проработать конструкцию и геометрию резистора. Затем проводится комплексное моделирование физических процессов, включая:

• теплопередачу – анализ термодинамических процессов: нагреваемая поверхность резистивных элементов — жидкий теплоноситель — нагреваемая поверхность — воздух;
• прочностные характеристики и вибростойкость;
• электромагнитные характеристики (расчёт распределения тока, магнитного и электрического поля).

Для этих целей используется программное обеспечение класса FEA (анализ методом конечных элементов) — один из самых эффективных наборов для цифрового моделирования физических процессов. В частности, используется программный пакет CAE-системы Ansys. Благодаря такому подходу мы проектируем резистивные и нагрузочные устройства, которые полностью соответствуют всем техническим требованиям и обеспечивают долговременную надёжность в сложных условиях эксплуатации. 

Специалисты ЛИРА-С имеют внушительный успешный опыт разработки и производства резисторов для исследовательских и испытательных стендов. Конструкция наших резистивных устройств основана на собственной запатентованной конструкции мощных резистивных элементов с изоляцией до 100 кВ, высокой средней мощностью резистивного модуля (до 2,5 МВт), самыми высокими показателями удельной мощности на килограмм, глубоком понимании физических процессов нашими специалистами и применении передовых технологий разработки резистивных и нагрузочных устройств.

Обращаясь к нам, вы получаете надежное, проработанное и гибкое решение, адаптированное под ваши конкретные задачи.