KR100297480B1

KR100297480B1 - Resistance element for power resistor

Info

Publication number: KR100297480B1
Application number: KR1019940009221A
Authority: KR
Inventors: 올리비에르꾸데르끄; 베르나르드뿌엘; 조셉떼익시도
Original assignee: 미셸 푸르니에; 지이씨 알스톰 트랜스포트 에스에이
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1994-04-29
Publication date: 2001-10-24
Also published as: EP0622813B1; EP0622813A1; ES2103549T3; FR2704683A1; DE69404078T2; FR2704683B1; DE69404078D1; ATE155278T1

Abstract

The invention relates to a resistive element consisting of a strip of resistive material in which slots (18, 19, 20, 21) are formed, according to a defined pitch, delimiting at least one zig-zag electrical circuit between two ends (11, 12) of the resistive element serving as electrical connections, characterised in that the said slots are inclined with respect to an axis passing through the said electrical connections by an angle with a value determined so as to confer the desired electrical resistance on the said resistive element. Application to braking rheostats. <IMAGE>

Description

Resistance element for electrical resistor

제1도는 종래 기술의 저항 판을 도시하는 평면도.1 is a plan view showing a resistance plate of the prior art.

제2도는 본 발명에 의한 저항 판의 제1 실시예를 도시하는 평면도.2 is a plan view showing a first embodiment of a resistance plate according to the present invention.

제3도는 설명을 위한 그래프.3 is a graph for explanation.

제4도는 본 발명에 의한 저항 판의 제2 실시예를 도시하는 평면도.4 is a plan view showing a second embodiment of a resistance plate according to the present invention;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1,10,25:판 2,3,11,12:단부1,10,25: Edition 2,3,11,12: End

4,5,13,14,15:구멍 6,7,16,17:가장자리4,5,13,14,15: hole 6,7,16,17: edge

8,9,18,19,20,21,26:슬롯 22:고온구역8,9,18,19,20,21,26: Slot 22: High temperature zone

본 발명은 전력 저항기용 저항 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a resistance element for a power resistor.

특정 전력 저항기들은 저항부로서 금속 판 또는 테이프를 사용한다. 이러한 것은 특히 철도 운송 장치에서 브레이크 저항체로 이용되는 전력 저항기에 적용된 다. 기계식 브레이크의 발열 및 마멸을 제한하기 위해 차량의 운동 에너지의 대부분이 고전력 브레이크 저항체(high-power brake resistance) 내에서 열의 형태로 소산되는 전기 에너지로 변환된다. 이러한 저항기들은 철도 운송 장치에서 직면하는 심한 운전 조건을 이겨낼 수 있어야 한다. 이러한 저항체는 요구되는 전체 저항을 얻기 위해 서로 결합되는 박스(box)의 형태로 되어 있다. 각 박스는 일반적으로는 니켈 합금 및 크롬 합금을 기재로 하여 마련되는 저항부를 구비한다. 상기 저항부는 여러가지 방식, 일례로 끝과 끝이 접하여 용접된 갈지자형으로 접힌 스트립의 형태 또는 서로 직렬로 연결된 판의 형태로 제조될 수 있다.Certain power resistors use metal plates or tapes as resistors. This applies in particular to power resistors used as brake resistors in rail transport. Most of the kinetic energy of the vehicle is converted into electrical energy dissipated in the form of heat within the high-power brake resistance to limit the heat and wear of the mechanical brake. These resistors must be able to withstand the severe operating conditions encountered in rail transport. These resistors are in the form of boxes that are coupled together to obtain the total resistance required. Each box has a resistance section which is generally provided based on a nickel alloy and a chromium alloy. The resistor part may be manufactured in various ways, for example in the form of a strip folded in a ridged weld welded to the end and the end or in the form of a plate connected in series with each other.

종래 기술에서, 전력 저항기의 저항부를 실현하는 여러가지 가능성이 존재한다. 그 실현은 최종 크기의 제조 폭, 두께 및 길이가 마련된 테이프로 구성될 수 있다. 그 저항도는 주조되는 것에 의해 한정되며, 그 두께는 압연에 의해 결정되어 소정 폭과 길이로 절단된다. 이 방법은 여러가지 결함을 갖는다. 금속이 주조된 후에 작업이 수행되므로 공급 시간은(4 내지 5개월로) 길다. 관련된 부품들이 "주문 생산 방식"으로 제조되므로 제조 경비가 높다.In the prior art, there are various possibilities of realizing the resistance portion of the power resistor. The realization may consist of a tape provided with a production width, thickness and length of final size. The resistance is defined by being cast, the thickness of which is determined by rolling and cut into predetermined widths and lengths. This method has several drawbacks. Since the work is carried out after the metal is cast, the feeding time is long (from 4 to 5 months). The manufacturing costs are high because the related parts are manufactured in an "on-demand production".

다른 공지의 해결책은 연신된 금속(expanded metal)으로부터 저항부를 제조하는 것으로 이루어진다. 이 해결책은 금속 스트립에 소정의 저항을 부여할 수 있게 한다. 상기 경우에 사용된 기술(슬롯을 형성하고, 금속을 연신시키는 기술)은 금속을 경화시키고 손상시키며 균열을 발생시키는 가공 결과를 갖는다. 이러한 해결책은 저항의 국부적 차이를 일으키고 열팽창에 응답하여 불균일한 거동을 일으킨다.Another known solution consists in manufacturing the resistor from an expanded metal. This solution makes it possible to give the metal strip some resistance. The technique used in this case (the technique of forming the slots and stretching the metal) has a processing result that hardens, damages and cracks the metal. This solution causes local differences in resistance and causes non-uniform behavior in response to thermal expansion.

저항 금속 판은 또한 프랑스 회사인 레지스뗄 에스. 아.(Resistel S.A)가 시판하는 것으로 알려져 있다. 상기 저항 금속 판은 판의 길이에 대해 항상 수직인 슬롯을 갖고 있다(제1도 참조). 상기 판의 저항은 횡방향 슬롯으로 사용된 피치의 함수이다. 이 해결책은 예전의 해결책에 비해 훨씬 더 만족스럽다. 즉, 슬롯은 금속을 손상시키지 않고 제조되므로 저항의 국부적 변동이 없다. 슬롯의 피치는 저항을 조정하는 데 사용될 수 있으므로 두께 및 다른 원인에 기인하는 판의 저항도의 변화를 보정할 수 있다. 그렇지만 상기 횡방향 슬롯과 같은 수단에 의해서는 저항 판에 대해 아주 정확한 저항을 부여할 수가 없다는 것이 판명되었다.Resistant metal plate is also a French company Regis Sup. Resistel S.A is known to be commercially available. The resistive metal plate has a slot which is always perpendicular to the length of the plate (see FIG. 1). The resistance of the plate is a function of the pitch used as the transverse slot. This solution is much more satisfactory than the previous solution. That is, the slot is manufactured without damaging the metal, so there is no local variation in resistance. The pitch of the slots can be used to adjust the resistance so that variations in the resistivity of the plate due to thickness and other causes can be compensated. However, it has been found that by means such as the transverse slots it is not possible to give very accurate resistance to the resistance plate.

본 발명은 이러한 결함을 해결할 수 있다. 저항 소자는, 각각의 저항 소자가 소정의 각도로 경사져 있는 슬롯을 포함하고 있는 복수의 상기 저항 소자가 서로 결합되어 전력 저항기를 구성하도록 판 또는 테이프 형태로 제안되어 있다. 상기 슬롯의 경사 각도와 상기 슬롯의 피치는 저항 소자의 저항을 미세하게 [100분의 1 옴(ohm)의 범위 내까지)]조정하는 데 사용될 수 있다.The present invention can solve this defect. Resistor elements are proposed in the form of plates or tapes such that a plurality of said resistive elements, each of which comprises slots in which the resistive elements are inclined at a predetermined angle, are combined with each other to form a power resistor. The inclination angle of the slot and the pitch of the slot can be used to finely adjust the resistance of the resistive element [to a range of one hundred ohms].

따라서, 본 발명은, 전 접속부를 형성하는 데 사용되는 저항 소자의 두 단부들 사이에 적어도 하나의 갈지자형 전기 회로를 형성하는 슬롯이 소정의 피치로 형성되어 있는 저항 재료의 스트립으로 구성된 저항 소자에 있어서, 상기 슬롯이 상기 전기 접속부를 관통하는 축에 대해서 상기 저항 소자에 소정의 전기 저항을 부여하도록 결정된 값의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 저항 소자를 제공한다.Accordingly, the present invention relates to a resistance element composed of a strip of resistance material in which a slot for forming at least one galvanic electric circuit between two ends of the resistance element used to form the entire connection is formed at a predetermined pitch. And the slot is inclined at an angle of a value determined to impart a predetermined electrical resistance to the resistance element with respect to the axis passing through the electrical connection.

상기 스트립은 판 형태인 것이 바람직하다.The strip is preferably in the form of a plate.

상기 저항 소자는 상기 단부들을 거쳐서 병렬로 접속된 복수의 전기 회로를 포함할 수 있다. 이는 저항을 조정하는 데 있어서 많은 융통성을 부여하는 장점을 갖는다. 이러한 상황하에서는 슬롯의 피치, 그 경사각 및 전기 회로의 수에 따라 영향을 미칠 수 있다.The resistance element may comprise a plurality of electrical circuits connected in parallel via the ends. This has the advantage of giving a great deal of flexibility in adjusting the resistance. Under these circumstances, the pitch of the slot, its inclination angle and the number of electrical circuits can be affected.

전기 회로는 상기 단부들을 서로 접속하는 스트립의 가장자리들로부터 연장되는 슬롯 및 스트립의 내측에 형성된 내부 슬롯에 의해 성성될 수 있다.The electrical circuit can be formed by a slot extending from the edges of the strip connecting the ends to each other and an inner slot formed inside the strip.

상기와 같으 상황하에서, 상기 전기 회로 단부가 내부 슬롯과 상기 스트립의 가장자리들 중 어느 한 가장자리 사이에 놓이는 경우에는 상기 전기 회로의 단부와 저항 소자의 대응하는 단부 사이에 슬롯을 추가로 마련하는 것이 유리할 수 있다.Under such circumstances, it would be advantageous to further provide a slot between the end of the electrical circuit and the corresponding end of the resistive element if the electrical circuit end lies between the inner slot and one of the edges of the strip. Can be.

이렇게 되면 상기 저항 소자의 전기 회로 내의 전류를 보다 양호하게 분배하는 데 기여하며 또한 국부적인 과열을 방지한다.This contributes to better distribution of current in the electrical circuit of the resistive element and also prevents local overheating.

상기 저항 소자는 병렬로 접속된 복수의 전기 회로의 직렬 접속부를 포함할 수 있다.The resistance element may comprise a series connection of a plurality of electrical circuits connected in parallel.

본 발명은 비제한적인 예로서 제시된 다음의 설명을 첨부된 도면과 함께 숙독하면 잘 이해할 수 있게 되며 기타 장점 및 특징도 명확해지게 될 것이다.The present invention will be better understood by reading the following description, given by way of non-limiting example, in conjunction with the accompanying drawings, and other advantages and features will become apparent.

제1도는 종래 기술의 저항 판의 평면되이다. 직사각형 판(1)은 니켈 합금 및 크롬 합금으로 제조되며, 상기 판은 복수의 동일 판을 포함하는 제동 저항체에 고정되는 2개의 대향 단부(2,3)를 포함한다. 상기 단부(2,3)는 또한 당해 기술분야의 숙련자들에게 주지된 방법을 이용하여 제동 저항체의 각종 저항 판을 직렬로 배치하기 위한 전기 접속부로서도 역할한다. 이와 함께 단부(2,3)를 가로질러 중앙에 형성된 구멍(4,5)이 상기 판을 기계적으로 지지하고 상기 판을 직렬로 접속하는데 사용된다.1 is a planar view of a resistance plate of the prior art. The rectangular plate 1 is made of a nickel alloy and a chromium alloy, which includes two opposing ends 2, 3 fixed to a braking resistor comprising a plurality of identical plates. The ends 2, 3 also serve as electrical connections for arranging the various resistance plates of the braking resistor in series using methods well known to those skilled in the art. Along with this the holes 4, 5 formed centrally across the ends 2, 3 are used to mechanically support the plates and to connect the plates in series.

슬롯이 판의단부(2,3)들을 상호 접속하는 판의 가장자리(6,7)로부터 연장되며 판에 형성된다. 즉, 슬롯(8)은 가장자리(6)로부터 연장되고, 슬롯)9)은 가장지리(7)로부터 연장된다. 슬롯(8,9)은 교대로 위치되어 있기 때문에 단부(2)와 단부(3) 사이에 갈지자형 전기 회로를 형성한다.A slot extends from the edges 6, 7 of the plate interconnecting the ends 2, 3 of the plate and is formed in the plate. That is, the slot 8 extends from the edge 6 and the slot 9 extends from the edge 7. Since the slots 8, 9 are alternately located, they form a galvanic electrical circuit between the end 2 and the end 3.

슬롯(8,9)은 저항 판(1)의가장자리(6,7)로부터 수직 방향으로 연장되고 이에 따라 구멍(4,5)을 관통하는 축에 대해서도 수직이다.The slots 8, 9 extend in the vertical direction from the edges 6, 7 of the resistance plate 1 and are therefore also perpendicular to the axis passing through the holes 4, 5.

판(1)의 저항은 규칙적으로 이격된 슬롯(8,9)의 피치를 변동시킴으로써 조정된다. 상기 판이 복수의 슬롯을 포함하므로, 이 단일 변수를 사용하여 저항을 정확하게 조정하는 것이 곤란하다. 이러한 곤란성은 슬롯의 수가 증가함에 따라 커진다.The resistance of the plate 1 is adjusted by varying the pitch of the regularly spaced slots 8, 9. Since the plate comprises a plurality of slots, it is difficult to accurately adjust the resistance using this single variable. This difficulty increases as the number of slots increases.

제2도는 본 발명의 저항 판(10)의 평면도이다. 직사각형의 상기 저항 판은 일례로 니켈-크롬 합금으로 제조되고, 2개의 대향 단부(11,12)를 포함한다. 이들 대향 단부를 관통하여 형성된 구멍(13,14)은 판(10)을 기계적으로 고정하며 또한 상기 판에 전기 접속부를 마련한다. 판의 중앙부에 추가로 형성된 구멍(15)은 단부에 마련된 것과 동일한 방식으로 중간부의 기계적 지지부를 마련한다.2 is a plan view of the resistance plate 10 of the present invention. The rectangular resistive plate is for example made of a nickel-chromium alloy and comprises two opposing ends 11, 12. Holes 13 and 14 formed through these opposing ends mechanically fix the plate 10 and provide electrical connections to the plate. The hole 15 further formed in the center of the plate provides the mechanical support of the intermediate part in the same way as that provided at the end.

판(100의 단부(11,12)는 가장자리(16,17)에 의해 상호 접속된다. 슬롯(18)은 가장자리(16)로부터 연장된다. 슬롯(19)은 가장자리(17)로부터 연장된다. 판(10)의 내부는 그 상부에 (제2도에 도시된 바와 같이) 일련의 슬롯(20)을 포함한다. 또한 그 하부도 일련의 슬롯(21)을 포함한다.Ends 11 and 12 of plate 100 are interconnected by edges 16 and 17. Slots 18 extend from edges 16. Slots 19 extend from edges 17. Plates The interior of 10 includes a series of slots 20 (as shown in Fig. 2) at the top thereof and also a series of slots 21 at the bottom thereof.

스롯들은 판의 좌측부에 3개의 병렬 전기 회로를 형성하며 그의 우측부에도 3개의 병렬 전기 회로를 형성한다. 이 회로들 중 회로가 점선으로 표시되어 있다. 따라서 판(10)은 각각이 3개의 병렬 전기 회로를 포함하는 2조의 회로의 직렬 접속부를 포함한다.The slots form three parallel electrical circuits on the left side of the plate and three parallel electrical circuits on the right side of the plate. Of these circuits, the circuits are indicated by dotted lines. The plate 10 thus comprises a series connection of two sets of circuits each comprising three parallel electrical circuits.

열이 균일하게 소산될 수 있도록 하기 위하여 전기 회로를 서로 동일하게 제조하는 것이 아주 바람직하다. 이는 내부 슬롯(20,21)은 모두가 동일한 길이로 되어 있지만, 판의 가장자리로부터 연장되는 슬롯(18,19)은 상기 길이의 절반으로 되어 있는 이유이다. 2개의 연속하는 슬롯들 사이의 피치는 판 전체에 걸쳐 동일하며 당연히 경사각은 항상 동일하다.It is highly desirable to make the electrical circuits identical to each other so that heat can be dissipated uniformly. This is why the inner slots 20, 21 are all the same length, while the slots 18, 19 extending from the edge of the plate are half the length. The pitch between two consecutive slots is the same throughout the plate and of course the angle of inclination is always the same.

병렬 접속 전기 회로의 단부들은 3개의 회로가 각각 조를 이루어 정렬된다는 것을 알수 있다.It can be seen that the ends of the parallel connected electrical circuits are arranged in groups of three circuits each.

슬롯(18,19,20 및 21)은 모두 판의 종축에 대해 동일한 각도 θ로 경사져 있다.Slots 18, 19, 20 and 21 are all inclined at the same angle θ with respect to the longitudinal axis of the plate.

판의 저항은 그 고유의 특성(저항도 및 크기), 판이 포함하고 있는 전기 회로의 수, 슬롯의 피치 및 슬롯의 경사각에 의존한다.The resistance of a plate depends on its inherent properties (resistance and size), the number of electrical circuits it contains, the pitch of the slots and the angle of inclination of the slots.

제3도는 45°내지 80°범위에 있는 각종 값에 걸친 경사각 θ의 함수로서 그리고 판의 크기, 슬롯의 피치 및 전기 회로의 수의 함수로서도 변화하는 판(10)의 저항 R의 범위를 도시하는 것이다. 세로좌표 축은 상대치로 등급을 나눈 스케일을 가지고 있다. 범위를 한정하는 상부 곡선은 45°에 근접한 각도에 대해서는 저항의 변화가 작음을 나타내고 있다. 그러나 80°에 근접한 각도에 대해서는 저하의 변화가 크다. 경사각의 함수로서 저항의 변화를 양호하게 조절할 수 있기 때문에 각도 범위는 60°와 70°사이에 있는 것이 바람직하다. 제2도에서 슬롯은 약 66°로 경사져 있다.3 shows the range of resistance R of the plate 10 that varies as a function of the angle of inclination θ over various values in the range of 45 ° to 80 ° and also as a function of the size of the plate, the pitch of the slots and the number of electrical circuits. will be. The ordinate axis has a scale divided by the relative value. The upper curve defining the range indicates that the change in resistance is small for an angle close to 45 °. However, for the angle close to 80 °, the change in degradation is large. The angle range is preferably between 60 ° and 70 ° because the change in resistance can be well controlled as a function of the tilt angle. In FIG. 2 the slot is inclined at about 66 °.

제2도에 도시한 판을 시험할 때에는 그래도 역시 판의 나머지 부분보다 고온인 구역이 관찰되었다. 이 고온 구역은 도면 부호 22로 나타내었다. 상기 고온 구역은 내부 슬롯과 판의 측방 가장자리 사이에 위치한 전기 회로의 한 단부에 대응한다.When testing the plate shown in FIG. 2, a zone was still observed which was also hotter than the rest of the plate. This hot zone is indicated by reference numeral 22. The hot zone corresponds to one end of the electrical circuit located between the inner slot and the lateral edge of the plate.

너무 고온인 구역이 발생하는 것을 없애기 위한 해결책은 문제가 되는 전기회로의 단부와 저항 소자의 대응하는 단부 사이에 슬롯을 추가로 마련하는 것으로 구성된다. 이러한 것은 제4도에 도시되어 있는데, 이 제4도에는 제2도의 형태와는 동일하지만 도면 부호 26으로 나타낸 종류의 슬롯을 추가로 구비하고 있는 저항 판(25)이 도시되어 있다. 이 슬롯들은 다른 슬롯과 동일한 피치 및 동일한 폭을 갖는다.The solution to eliminating the occurrence of too hot zones consists in providing an additional slot between the end of the electrical circuit in question and the corresponding end of the resistive element. This is illustrated in FIG. 4, which shows a resistance plate 25 which is identical to the form of FIG. 2 but additionally comprises a slot of the type indicated by reference numeral 26. These slots have the same pitch and the same width as the other slots.

상기 슬롯들은 수치 제어 공작 기계로 밀링함으로써 형성된다.The slots are formed by milling with a numerically controlled machine tool.

Claims

Between the two ends 11, 12 of the resistive element used to form the electrical connection, the slots 18, 19, 20, 21 forming at least one galvanic electrical circuit having a predetermined pitch In a resistance element consisting of a strip,

The slot is inclined at an angle of a value determined to impart a predetermined electrical resistance to the resistance element with respect to an axis passing through the electrical connection,

The resistor element comprises a series of slots 18 extending from the first edge 16 of the plate 10, a series of slots 19 extending from the second edge 17 of the plate 10, Resistive element, characterized in that at least two electrical circuits are formed in parallel, including at least one series of slots (20, 21) formed inside the plate (20).

The resistance element according to claim 1, wherein the strip is formed in the form of a plate (10, 25).

The resistance element according to claim 1 or 2, comprising a plurality of electrical circuits connected in parallel by the ends.

4. The electrical circuit according to claim 3, wherein the electrical circuit comprises slots (18, 19) formed from edges (16, 17) of the strips interconnecting the ends (11, 12) and inner slots (20, 21) formed inside of the strip. Resistive element formed by).

5. A slot according to claim 4, wherein an additional slot (26) is provided between the end of the electrical circuit and the corresponding end of the resistance element when the end of the electrical circuit is between the inner slot and the edge of one of the edges of the strip. A resistive element characterized by the above.

The resistance element according to claim 3, comprising a series connection of a plurality of parallel electrical circuits.

The resistance element according to claim 4, comprising a series connection of a plurality of parallel electrical circuits.

The resistance element according to claim 5, comprising a series connection of a plurality of parallel electrical circuits.