Как все таки работают мощные резисторы

[vladh]

Прошу извинить меня за неучастие в обсуждении темы, которую я сам и затеял. Резко навалилась другая срочная работа, которую надо быдло срочно сделать. Все, вроде эта новая работа "отпустила" и я возвращаюсь к получению ответа на мой вопрос. Я прочел все высказывания по этой теме. Было много высказано интересного и полезного но я так и не получил ответа на мой вопрос. Я написал письмо на сайт ссылку которого приводил, посчитав его сайтом предприятия производителя этих резисторов, но ответа пока так и не получил. А теперь возвращаюсь к своим наблюдениям по работе с этими резисторами. Увидев, что вся моя установка из этих резисторов быстро прогревается я решил провести эксперимент с отдельным резистором. Разместив этот резистор на столе я подал на него постоянное напряжение 40 В! Через 1,5 мин температура резистора была 105 гр. С.Если в примере описываемом в стартовом обращении резисторы были немного перегружены, но там их обдувал вентилятор, то сейчас он был недогружен(~107 Вт)! Вот здесь у меня и вопрос, который пока для меня остается без ответа. На корпусе резистора нанесено значение мощности, которую должен рассеивать резистор оставаясь в рабочем состоянии. Но согласно таблице приведенной в справочных данных при такой температуре мощность которую он может рассеять должна упасть. Почему происходит перегрев резистора даже при его недозагрузке?

Кстати в эти дни мне пришлось заниматься тестированием источников привезенных нам другим разработчиком. А здесь уже выходное напряжение источников было постоянное 300 В. В поисках нагрузки для этих источников бли найдены другие мощные резисторы непонятного производителя. Я привожу их внешний вид на фото. На резисторах написано 1000 W 80 Om. Соединив этот резистор последовательно с тем с которым я экспериментировал ранее и подав на эту цепочку напряжение 300 В., я увидел, что через 2 мин резистор нагрелся до 150 гр. ц. Те. картина работы резисторов очень похожая. Но поскольку я не знал типа резистора(скорее производитель Китай) я не нашел справочных данных на него.
В результате был найден такой выход. Я пошел к электрикам и там нашел 6 воздушных ТЭНов для тепловых штор. Затем прикупив еще несколько их аналогов мне удалось соорудить достаточно хорошую нагрузку. Я также у электриков забрал 3 катушки нихромовой проволоки из которых можно будет соорудить более универсальную нагрузку.
Кстати по поводу использования " Реостат балластный..." , то он у меня есть, но вот именно из за ПН 60% меня его использование остановило. Поскольку мне необходимо было нагружать свой источник не менее 2 часов.

[genao]

температура резистора была 105 гр. С
недогружен(~107 Вт)!
Вот здесь у меня и вопрос, который пока для меня остается без ответа. На корпусе резистора нанесено значение мощности, которую должен рассеивать резистор оставаясь в рабочем состоянии. Но согласно таблице приведенной в справочных данных при такой температуре мощность которую он может рассеять должна упасть. Почему происходит перегрев резистора даже при его недозагрузке?

Ну до чего же Вы "трудный"

+105°С - это "детская" температура для ПЭВ резистора. Перегрева нет!!!
То есть резистор недогружен. Ограничение по рассеиваемой еще не наступило!
Указанная на корпусе резистора мощность будет рассеиваться при температуре корпуса резистора доходящей до +250°С при температуре окружающей резистор среды, в вашем случае - окружающего воздуха +70°С

Но согласно таблице приведенной в справочных данных при такой температуре мощность которую он может рассеять должна упасть.
Почему происходит перегрев резистора даже при его недозагрузке?

Это Вы что то не то "вкурили", в таблице указана температура окружающей резистор среды, в вашем случае - окружающего воздуха +70°С.
То есть при температуре окружающей резистор среды выше +70°С, в вашем случае - окружающего воздуха выше +70°С вы должны ограничивать мощность на резисторе согласно таблице/графику ограничения рассеиваемой мощности для того, чтобы температура корпуса резистора не превышала +250°С

[vladh]

genao
Я говорю о перегреве в смысле указания последней таблицы "Зависимость мощности рассеяния резистора от температуры:", из которой следует, что номинальная мощность резисторов этого типа зависит от температуры корпуса резистора. Т.е. при увеличении температуры корпуса выше 70 градусов номинальная мощность снижается линейно согласно графика.

Я вообще уже давно ничего не курю.
Исходя из ваших слов резистор можно нагревать до 230 гр. и пытаться рассеять на нем 160 Вт если температура окружающего воздуха всего 60 гр?

[mike-y-k]

Вот вчера видел отличное решение для длительной нагрузки - называется выброшенная ванна от типа джакузи.
В отверстия в стенках отлично входят ТЭН с круглым креплением гайкой.
Отверстий там родных 10, можно еще добавить…
Входит туда 420л воды.
Можете посчитать сколько придется ее нагревать от 30 до 75
5kW нагреватель сделает это за 4 часа 25 минут непрерывной работы
Реально (за счет отвода тепла) - минимум за 5 часов
Всего на 45 градусов нагрев…

[vladh]

Идея использования водяных ТЭНов интересная, но имеет свои недостатки. Поэтому нихромовая проволока позволит сделать нагрузку на различные напряжения и мощности. Разумеется плюс хороший вентилятор.

[genao]

в смысле указания последней таблицы "Зависимость мощности рассеяния резистора от температуры:", из которой следует, что номинальная мощность резисторов этого типа зависит от температуры корпуса резистора. Т.е. при увеличении температуры корпуса выше 70 градусов номинальная мощность снижается линейно согласно графика.

Еще раз повторяю - в графике указана зависимость допустимой рассеиваемой мощности резистора от температуры окружающей среды, а не от температуры корпуса резистора, как вы ложно полагаете. (это к теме "вкурить")

Исходя из ваших слов резистор можно нагревать до 230 гр. и пытаться рассеять на нем 160 Вт если температура окружающего воздуха всего 60 гр?

При температуре окружающей среды ниже 70 градусов вы можете рассеивать на резисторе номинальную мощность, указанную на корпусе резистора.
Температура корпуса резистора при этом не будет превышать +250°С.

Превышать номинальную мощность резистора температуре окружающей среды ниже 70 градусов не следует из-за нарушения прочности контактного соединения проволоки резистора с выводом резистора.

[baiderin]

То есть рассеивать можно любую мощность, если температура резистора при данных условиях не превышает 250 градусов.Так?

[genao]

То есть рассеивать можно любую мощность, если температура резистора при данных условиях не превышает 250 градусов.Так?

При температуре окружающей среды ниже 70 градусов вы можете рассеивать на резисторе не выше номинальной мощности, указанной на корпусе резистора.

При температуре окружающей среды выше 70 градусов вы можете рассеивать на резисторе такую мощность, ниже номинальной, если температура резистора при этом не будет не превышть 250 градусов.

[GarryZZ]

Я вообще уже давно ничего не курю.

Поздравляю.
Какой бы мощности не был резистор, но если на нем будет рассеиваться некоторая мощность, то есть превращаться в тепло, то ...
если постепенно повышать значение рассеиваемой мощности, то резистор нагреется до определенной температуры и временно установится тепловой баланс. То есть ток будет нагревать объем резистора, а поверхность будет излучать/передавать за счет конвекции/прямого контакта часть этого тепла наружу, во внешний мир. Если улучшить теплопередачу от резистора к внешней среде за счет принудительной вентиляции/оребрения.. чего то там еще, лишь бы тепло уходило, температура резистора при этом определенном токе понизится.
Если увеличить ток (и мощность) то резистор при тех же условиях теплообмена нагреется до более высокой температуры и снова установится тепловой баланс. Но температура проволоки внутри будет заметно выше, чем температура поверхности резистора. Плюс влияние тепловой инерции на резкие изменения подаваемой мощности.
И если на поверхности будет рассеиваться 100% номинальной мощности, то внутри все может быть совсем плохо. Поэтому и приведен график снижения допустимой мощности от температуры. Улучшайте теплоотвод от резистора и допустимая мощность будет максимальной.
https://www.vishay.com/doc?50048 здесь приведены формула и значения тепловых констант для резисторов, аналогичных по конструкции резисторам ПЭВ (С5-35В).

Если кому то ну очень захочется, этот кто то сможет на основе параметров резисторов, значений подводимой мощности и температуры нагрева оценить качественность отвода тепла от резисторов в конкретном эксперименте.

[mike-y-k]

vladh, к словам уважаемого genao (для лучшего понимания) добавлю на пальцах - при температуре окружающей среды до 70ºC подводимая мощность указана на корпусе, при повышении температуры окружающей среды подводимая мощность должна быть соответствующим образом ограничена…

Тот самый ПН=60% и проистекает именно из всего выше сказанного про температуры.
При разработке нагрузки с воздушным охлаждением оптимальнее всего иметь контроль температуры воздуха перед вентилятором охлаждения (окружающая среда), на каждом сопротивлении и на выходе воздушного потока… От их значений и получается ПН от 100% со снижением при приближении к максимальной мощности…

Повозился с разными нагрузками для длительного (до нескольких недель) тестирования разного рода источников питания (24…2200V, 500W…50kW, AC/DC, активная/емкостная/индуктивная/смешанная нагрузки) именно для активной составляющей понял, что максимум для воздушного охлаждения без возможности сброса тепла за пределы рабочей зоны 500W. 1kW при площади помещения больше ≈30м2
Все остальное уже с водой или иным теплоносителем и дополнительными решениями для отвода тепла…
Нихром конечно хорошо, но с водяными ТЭН и ключами с PWM на высокой частоте и контролем мгновенного и среднего тока получается сильно универсальнее и эффективней получается. Особо учитывая возможность заказа тех ТЭН на любое нужное напряжение, мощность, габариты у производителей на Alibaba. Где-то на границе веков это еще делалось на местных производствах…
Сейчас в лаборатории парк таких ТЭН с мощностью 1…5kW и напряжением 12/24/48/60/110/220/440/1000V составляет больше 300 штук… Есть контроллеры и модули ключей на разное напряжение и токи… Есть баки от 100 и до 1500л, радиаторы снаружи, градирня для очень больших мощностей, насосы и прочее оборудование…
Дополнительный плюс - любой разумный профиль нагрузки например на неделю для тестов и испытаний…