Как подключить трехфазную муфельную печь к сети?

Подключение нагревателей к трехфазной сети «звезда» и «треугольник» для контроля мощности и температуры

Любой тип трубчатого нагревателя может подключаться как к однофазной, так и к трехфазной сети. В свою очередь к трехфазной сети нагреватель может подключаться по одной из следующих схем:

Равномерная нагрузка возможна при условии, что на каждой фазе количество ТЭНов будет кратно числу три. Для подключения к трехфазной сети подбираются электронагреватели с рабочим напряжением в 200 или 380 Вольт. Элементы нагрева, у которых рабочее напряжение рассчитано на сеть 220 Вольт подключают по типу «звезда», а устройства с напряжением 380 Вольт могут подключаться к сети по типу «звезда» и «треугольник».

Подключения по схеме «звезда»

В качестве примера приведем подключение по схеме «звезда» с тремя электронагревателями. Таким способом можно подключать сухие ТЭНы с четырьмя болтами выводов и блоки ТЭН.

Каждый второй вывод нагревательного элемента подключается к соответствующей фазе. Первые выводы при этом соединены вместе и образовывают общую точку определяющуюся как нулевая или нейтральная. Соединённая нагрузка в данном случае считается трехпроводной.

Трехпроводное подключение предназначено для рабочего напряжения 380 Вольт. Ниже рассмотрим схему подсоединения трубчатого нагревателя к трехфазной сети. Включение и отключение напряжения производится в указанном случае автоматически за счет трехполюсных выключателей.

В приведенной схеме можно увидеть, что выводы нагревателей справа подсоединены к фазам А, В, С. Выводы, которые находятся слева — соединяются в общей нейтральной точке. Рабочее напряжение между выводами справа и нейтральной точкой равно 220 Вольт.

Помимо трехпроводного подключения можно подключаться к сети и по четырехпроводной схеме «звезда». В данном случае подключают нагреватели в трехфазную сеть, напряжение которой составляет 220 Вольт. Нулевая точка нагрузки соединяется с нейтральной точкой питающего источника.

Представленная схема показывает соединение правых выводов трубчатых элементов нагрева к соответствующим фазам, левые при этом замыкаются в одной точке, подключенной к нейтральной шине источника питания. Между нулем и выводами нагревателей напряжение 220 Вольт.

Если нужно полностью отключить нагрузку от электрической сети применяются выключатели «3+N» или «3Р+N», которые работают в автоматическом режиме. С помощью таких автоматов можно полностью перевести все силовые контакты на автоматизированный режим работы. Для наглядного практического применения схемы типа «звезда» рассмотрим подключение электронагревателей котла.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТЭНОВ ЭЛЕКТРОКОТЛА

Для электрокотла можно подобрать несколько вариантов подключения, но в данном случае мы рассмотрим подключение сухих ТЭНов к трехфазной сети с напряжением 220 Вольт по типу «звезда». Из-за того, что мощность сухих трубчатых нагревателей высока важно, чтобы питающие провода соединялись с ними надежно. Поэтому рекомендуется в строгом порядке придерживаться схемы подключения проводов к выводам ТЭН по инструкции.

Подключая фазные провода к выводам электронагревателей следует в первую очередь накрутить гайку м4. После этого нужно наложить шайбу и одеть наконечник-кольцо питающего проводка. Далее опять накладывается шайба, а сверху на нее ложится пружинная шайба-гровер. Все это зажимается гайкой м4.

Провод, который будет подключен к нейтральной фазе, затягивается болтом м8. Он будет располагаться в перемычке между контактами отверстий нагревателя.

После подключения проводов следует провести заземление корпуса нагревателя и проводов подключения ТЭНа. Обычно у котлов для заземления с левой стороны у блока электронагревателей находится болт, к которому и следует подключать проводник заземления.

В качестве защитного заземлителя можно использовать отдельный проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов или взять его с клеммы заземления управляющего блока.

После работ приведенных выше можно считать, что подключение ТЭНа электрического котла завершено. Теперь осталось только провести установку кожуха защиты на блоке теплового обменника.

Для контроля температур воды и воздуха применяют специальные термодатчики. На главной панели блока управления электрического котла находятся два промаркированных регулятора — «воздух» и «вода». Каждый из регуляторов имеет свою градуировку с цифровым кодом, в котором обозначена температура, измеряемая в Цельсиях. Благодаря таким регуляторам можно с легкостью выставлять требуемые термические значения теплоносителя. Регулятор работает по принципу настройки, когда температура электрокотла достигнет значений, которые были установлены в опциях, ТЭН прекратит нагрев, а как значения опустятся ниже необходимого уровня, устройства нагрева вновь начнут свою работу.

Таким образом, можно автоматизировать работу электрокотла. Оператору достаточно всего лишь выставить значения нужных показателей, а дальнейшая работа будет проводиться автоматически. Тепло в помещении будет поддерживаться на нужном уровне без участия человека.

Температурные датчики значительно облегчают эксплуатацию электрокотла. Датчик контроля температуры воды располагается непосредственно в теплообменнике в специальном посадочном месте. Как вариант его можно установить самостоятельно, прикрепив к отопительной трубе.

Аналогичным образом работает и датчик определяющий температуру воздуха. Его устанавливают в помещении для замера общей температуры. Электрический котел будет прогревать теплоноситель до той степени, пока воздух в помещении не достигнет нужных температурных значений.

Различные типы и модели электрокотлов могут отличаться своей внутренней компоновкой, наличием дополнительных функций, автоматизации и мн. др. Но, несмотря на разность всевозможной модификации прокладка электрической проводки, подбор типа и сечения кабеля, автоматической защиты, а также подключений к сети не меняются.

Подключение по схеме «треугольник»

При подключении по схеме «треугольник» выводы трубчатого нагревателя соединяют в поочередном порядке. Схема подключения такого типа означает, что: вывод под номером 1 у первого нагревателя будет соединён с выводом №1 второго нагревателя; вывод №2 второго ТЭНа подключится к выводу №2 третьего нагревателя; от первого нагревателя вывод №2 подсоединится к выводу №1 третьего ТЭНа. При соблюдении указанной схемы в итоге должно получиться три плеча — «а», «б», «с». На каждое плечо будет подана своя фаза:

Мощность нагревателей и их температурная подача зависимо от схемы подключения ТЭНа

Выбирая нагреватель, покупатель в первую очередь обращают внимание на его мощность. Техническая практика же показывает, что при постоянном подключении к определенной сети, когда не используются трансформаторы, показатели мощности зависят только от электросопротивления резистивного элемента, который находится в самом нагревательном устройстве. Зависимость определена формулой:

где P — мощность,

U — напряжение между концами греющего элемента,

I – ток, протекающий по резистивному элементу.

По той причине, что ток, проходящий по спирали зависим только от напряжения, приложенного к концам и собственного электросопротивления (R) конкретного участка спирали, формулу можно упростить:

Из этого можно сделать вывод, что в условиях постоянного напряжения мощность будет повышаться только тогда, когда сопротивление будет падать.

Электросопротивление у большей части нагревательных устройств напрямую зависит от температурной выработки самого элемента нагрева. Но, сопротивление в пределах нескольких сотен градусов будет меняться незначительно. Стоит понимать, что с карбидокремниевыми нагревателями ситуация будет абсолютно другой. Так как у них функцию элемента нагрева выполняет неметаллический стержень, сопротивление здесь будет изменяться не в линейном порядке. Сопротивление таких устройств может находиться в диапазоне 0,5…5 Ом, что не позволит напрямую подключить устройство нагрева в сеть напряжением 220 Вольт и уж тем более 380 Вольт. По техническим меркам карбидокремниевые нагреватели можно подсоединять к стандартной сети, если соблюдать их сборку в последовательной цепочке. Но. Стоит отметить, что такая методика малоэффективна, если необходимо проводить точный контроль мощности и регулировку определенной температуры печи. Самым лучшим способом считается подключение электронагревателей к сети с помощью лабораторных регулируемых автотрансформаторов или стандартных устройств статистических электромагнитных устройств.

Читайте также:  Какой кабель нужен для подключения плиты к счетчику?

Существуют нагреватели, которые изготавливаются сразу для трехфазной сети, например блок- ТЭНы или W-образные карбидокремниевые нагреватели. Способ их подключения зависит от рассчитанного напряжения по схеме «звезда» или «треугольник». При подключении по схеме «треугольник» подразумевается соединение трех нагревательных единиц, у которых сопротивления равны и на каждый будет подано напряжение 380 Вольт. Схема «звезда» с наличием нулевого провода подробно расписана выше и предназначается для подачи на каждый потребитель напряжения 220 Вольт. Нулевой провод необходим для подключения потребителей с разными электросопротивлениями.

Получить консультацию по подбору мощности, рабочих температур и способу подключения нагревателей вы можете бесплатно, обратившись к услугам компании «ТЭН24». Наши технологи помогут в точности рассчитать все параметры и характеристики электронагревателей для вашего оборудования и за короткое время выполнят заказ. Доставка промышленных нагревателей «ТЭН24» осуществляется по всей Украине.

Подключение электроплит hansa, electrolux, bosch, zanussi и других

Электроплиты уже давно вошли в наш обиход, но, к сожалению, далеко не все знают, как их подключать.Итак, если Вы приобрели одну из таких плит и собираетесь самостоятельно ее подключить, данная статья вам в этом поможет. В ней мы, пошагово, постараемся объяснить, как это сделать грамотно, а главное безопасно!

Так же стоит отметить, что хоть электроплиты и считаются бытовыми, но потребляют достаточно большую мощность — это стоит учитывать как при монтаже, так и при дальнейшей эксплуатации нагревательных электроприборов в быту.

Перед установкой, внимательно ознакомьтесь с содержанием инструкции по монтажу. Если какие-то пункты вызвали у вас сомнение, то лучше доверить монтаж квалифицированному электрику. Помните, что гарантия завода производителя не распространяется в случае подключения электроплиты с нарушением правил и норм по монтажу электрооборудования.

Предлагаем рассмотреть, как правильно выбрать комплектующие для монтажа: кабель, вилку, розетку, автоматический выключатель. Подключить электроплиту и духовой шкаф к однофазной, двухфазной, трехфазной сети электропитания напряжением 220 и 380 Вольт своими руками.

Самостоятельное подключение электрической плиты

Перед тем как начать любые работы по подключению к сети электрического оборудования, нужно тщательно изучить технический паспорт изделия, который должен обязательно прилагаться, а также ознакомиться с такими нормативными документами как ПУЭ 7 издания и ПТЭЭП.

Пошаговая инструкция подключения электроплит electrolux ekc (электролюкс), zanussi (занусси), hansa (ханса), gorenje (горение), bosch (бош), ariston (аристон), beko (веко), hotpoint, indesit (индезит), greta, kaiser (кайзер), aeg, норд эп, самсунг к электросети:

Шаг 1 — Кабели питания, автоматический выключатель и УЗО

Подвод питания электроплиты должен осуществляться независимым кабелем, идущим напрямую в распределительный щит квартиры. Для прокладки кабеля от щита к розетке, можно использовать кабеля марок: ВВГ; ВВГ-нг; ПВС; ШВВП. А от розетки к плите, лучше подключить многожильными проводами, например ПВС или КГ, которые более устойчивые к излому при многократном изгибе во время эксплуатации.

Сечение кабеля зависит он напряжение сети, количества фаз и потребляемой мощности. Зная эти параметры, можно подобрать подходящий кабель из таблицы. Сечение проводников лучше брать с запасом на один порядок больше.

Таблица: подбор сечения кабеля

Подключение должно осуществляться от отдельного автоматического выключателя. Номинальный ток автомата должен быть выше на один номинал, чем ток потребления электроплиты.

Все характеристики электроплиты можно найти в технической документации которая прилагается при покупке, так же их указывают на корпусе. Время-токовая характеристика автоматического выключателя должна быть группы С.

Так же желательно установить и устройство защитного отключения (УЗО), которое обезопасит человека от поражения электрическим током, при случайном прикосновении к неисправному оборудованию. УЗО устанавливается рядом с автоматическим выключателем, и подключается после него. Его номинал должен быть на порядок меньше, чем автомат. Ток утечки на землю не более 30 мА. Все винтовые зажимы должны быть тщательно зажаты, так как через них будет проходить большой ток.

Шаг 2 — Установка розетки

Далеко не в каждой квартире, на кухне есть силовая розетка, предназначенная для подключения мощной техники, потребляющей более 3 кВт. Обычно это однофазная силовая розетка, которая рассчитана на номинальный ток 32 А или 40 А.

Предлагаем рассмотреть, как правильно выбрать и установить розетку для электрической плиты:

  1. Розетка должна быть выполнена из качественных материалов, и обеспечивать надежный электрический контакт.
  2. Количество контактов должно соответствовать количеству жил проводов. Запрещается соединять провода вместе, подключая их к одному контакту.
  3. Для подключения розетки используйте только медный кабель.
  4. Сечение кабеля должно соответствовать таблице приведенной выше.
  5. Розетка устанавливается на ровную, не горючую поверхность.
  6. Если у вас кирпичная стена, накладную розетку желательно установить на специальную подкладку, это не даст основанию розетки треснуть при монтаже.
  7. Не устанавливайте розетку слишком близко к горячим поверхностям, рукомойникам, железным трубам, оконным и дверным проемам.
  8. При замене старой розетке, убедитесь что изоляция проводов не повреждена и нет следов перегрева кабеля.
  9. Цвета проводов должны совпадать назначению проводов, как в розетке, так и в вилке.
  10. Все винтовые зажимы должны быть закреплены должным образом. Многожильные провода следует предварительно пропаять паяльником, в месте их крепления к контактам розетки.
  11. После установки розетки, убедитесь в правильности подключения проводов. С помощью мультиметра проверьте отсутствия короткого замыкания.

Включите автоматический выключатель в распределительном щите квартиры. Мультиметром проверьте наличие напряжения на фазных контактах розетки.

Шаг 3 — Откройте заднюю панель плиты

Для подключения кабеля к электроплите, на задней ее стороне нужно найти и открутить небольшую крышку, которая закрывает клеммы для проводов.

Задняя стенка бытовой плиты

Шаг 4 – Крепление кабеля

После того как вы сняли крышку нужно закрепить кабель. Это делается для того что бы избежать случайного выдергивание кабеля из плиты. Вставьте кабель и закрепите его на корпусе плиты в специальном зажиме.

Отверстие под проводку кабеля ЗВИ

Шаг 5 – Установка медных перемычек

В зависимости от количество фаз питания, подключение проводов осуществляется по-разному. Что бы правильно согласовать подключение плиты к различным сетям питания, в комплекте с клеммной колодкой, идут специальные медные перемычки. Согласно выбранной Вами схемы, установите перемычки в колодку и затяните винты, где не будут подключаться провода.

Подключение проводов к бытовой плите

Шаг 6 — Подключите провода

Очень важно правильно подключить провода на клеммной колодке! В документации и зачастую на самом корпусе, возле крышки, есть схема подключения с различными видами питающей сети. Согласно схеме, которая подходит в вашем случае, подключите провода к клеммам. Цвет проводов должен соответствовать подключению в вилке и розетке. Первым подключает провод заземления — желто-зеленый, затем нейтральный провод — синий. Затем фазные провода, коричневый и два черных. Здесь главное ничего не напутать, чтобы не вывести оборудования из строя.

Перемычкой соединияем изолированную нейтраль и заземление

Шаг 7 – Закрытие панели

После подключения всех проводов, еще раз проверьте схему подключения, убедитесь, что нет ошибок. Хорошо подтяните зажимные винты. Но помните: во всех плитах разъем выполнены из хрупкого материла, не применяйте больших усилий, иначе Вы можете повредить его. Теперь можно закрыть крышку и завинтить болты крепления.

Итоговое подключение проводов к бытовой электроплите

Шаг 8 – подключение к сети

Перед подключением печи к сети, убедитесь, что схема собрана правильно, все токоведущие части закрыты. Включите автомат и УЗО, проверьте наличие напряжение в розетке. Включите электроплиту в сеть. Согласно инструкции, убедитесь в правильности работы всех ее функций.

Видео: видео-инструкция по подключению электроплиты


Подключение плиты в однофазной сети

В отличие от частного дома или производственного предприятия, в квартире нет возможности подключить электроплиту к трехфазной сети. Поэтому мы будем рассматривать однофазное подключение, используемое квартирах. Большинство плит имеют следующие клеммы для подключения проводов: L1; L2; L3; N1; N2; и заземляющий контакт.

Читайте также:  Плавный запуск электродвигателя

Для подключения такой электроплиты в домашнюю однофазную сеть 220 В необходимо:

  • поставить перемычку между клеммами L1 и L2, L2 и L3,
  • подключить к L2 фазный провод — коричневого цвета;
  • оставить перемычку между клеммами N1 и N2;
  • подключить к N2 нейтральный провод — синего цвета;
  • к заземляющему контакту, отмеченному специальным значком, подключить провод заземления — желто-зеленого цвета.

Количество и название клемм может отличаться, уточняйте эти данные в документацию на прибор.

Однофазная схема подключения электрической плиты

Подборка видео-руководств по теме:


https://www.youtube.com/watch?v=nP2fLbOR6FI

Простая мощная муфельная печь

В этой инструкции мы разберем, как своими руками сделать простую муфельную печь для плавки металлов. За 3 часа печь способна разогреваться до температуры около 800°C и это не предел. В ней легко можно плавить алюминий. Собирается печь довольно легко, все материалы можно достать и стоят они недорого. В качестве изолятора используется печной кирпич и стекловата, а корпусом выступает кастрюля из нержавеющей стали. Для контроля температуры печь оборудована специальной электроникой, которую автор заказал из Китая, стоит она недорого. Рассмотрим более подробно, как такая печь работает и как ее собрать!

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— печной кирпич (шамотный);
— стекловата (или другой изолятор);
— кастрюля из нержавеющей стали (подходящих размеров);
— нагревательный элемент – проволока х23ю5т длиной 18 метров и сечением 1 мм;
— контроллер температуры REX C-100 ;
— реле FOTEK SSR-40 DA ;
— термопара для высоких температур ;
— корпус блока питания от компьютера.

Список инструментов:
— болгарка с диском по бетону;
— чертежные принадлежности и бумага;
— зажимы;
— токарный станок;
— дрель.

Процесс изготовления печи:

Шаг первый. Работаем с кирпичом
Для начала нам нужно особым образом обрезать кирпич, чтобы выложить из него печь. Автор соорудил для таких целей специальную станину для болгарки. Кирпич используется шамотный, такой продается во многих строительных магазинах. Режется кирпич очень просто при помощи болгарки и диска по бетону. Всего автор использовал для своего проекта 6 кирпичей.















Шаг третий. Сборка печи
В качестве корпуса для печи используется кастрюля из нержавеющей стали. Плюс в этом таков, что нержавейка не боится сильного нагревания. Между кирпичом и кастрюлей есть зазор в 3 см, сюда укладывается изолятор в виде минеральной ваты. Конечно, такой изолятор слабоват и печь имеет повышенную теплопотерю. В будущем автор хочет изменить конструкцию, эта была сделана в качестве эксперимента.

Не забываем также установить кирпичи на дно печи и установить изолятор. В стенках кастрюли сверлим отверстия и выводим концы спирали для подключения ее к источнику питания.
















Вот и все, печь можно тестировать, автор решил в качестве эксперимента расплавить алюминий. В качестве тигля была использована эмалированная кружка с отрезанной ручкой. Печь без труда справилась с такой задачей.

Конечно, для более эффективной работы нужно будет еще улучшить изоляцию и изготовить крышку для печи. В целом, самоделка получилась удачной, надеюсь, вам проект понравился. Удачи и творческих вдохновений, если решите повторить. Не забывайте делиться своими самоделками с нами!

Схема устройства электрических муфельных печей

Схема электрических печей, используемой в лабораториях, цехах и на производстве для проведения исследований, нагрева и плавки, схожа у разных производителей. Оборудование может быть разработано с камерой из керамики или волокнистых материалов. В зависимости от мощности и габаритов муфельная печь применяется для различных задач.

Функционирование муфельной печи зависит от скорости и уровня разогрева муфеля до определенной температурной отметки

Стандартная схема электрической муфельной печи

Как вы можете видеть на фото ниже, схема электрической муфельной печи предусматривает как нагнетание высоких температур, так и их поддержание. Для безопасной работы теплового прибора происходит отвод лишней влаги и пара. Также выполнена изоляция рабочих элементов. Состоит оборудование из:

  • Регулирующего милливольтметра(№1).
  • Индикаторов(№2).
  • Предохранителя(№3).
  • Выключателя(№4).
  • Управляющего блока(№5).
  • Нагревательного бокса(№6).
  • Корпуса(№7).
  • Керамического муфеля(№8).
  • Нагревательного элемента(№9).
  • Теплоизоляционного слоя(№10).
  • Противовеса(№11).
  • Двери(№12).
  • Отсека для контрольной термопары(№13).
  • Проема для терморегулятора(№14).

Подробная схема электропечи с муфелем прямоугольной формы

Особенности электрической схемы печи сопротивления

Рассматривая электрические схемы печей сопротивления можно выделить оборудование двух типов. Основным отличием является способ воздействия на обрабатываемые образцы:

1. Косвенный нагрев. Приборы подходят для плавки металлов и прочего. Конструкция состоит из:

  • Деталей нагрева(№1).
  • Футеровки(№2).
  • Теплоизолирующего слоя(№3).
  • Жароустойчивого пода(№4).

Конструкция печи сопротивления с косвенным нагревом

2. Прямой нагрев. Электроэнергия преобразуется в тепло непосредственно в нагреваемом изделии. Это позволяет достигать нужной температуры за короткое время. Конструкцию такого оборудования вы можете видеть ниже, где:

  • Обрабатываемый образец (№1).
  • Понижающий трансформатор (№2).
  • Контакты (№3 и №4).

Конструкция печи сопротивления прямого нагрева

Муфельные печи для обжига керамики, ювелирные, мини и прочие модели с муфелем применяются для:

  • Переплавки ценных металлов.
  • Старения поверхностей.
  • Обжига стекла и керамики.
  • Сушки материалов, отличающихся высокой теплопроводностью.

Электрическая схема индукционной печи

Электрическая схема индукционной печи представляет собой сложный механизм, обеспечивающий надежность прибора при выполнении различных задач. Она состоит из:

  • Автовыключателя элементов нагрева (F1), электропривода дверцы (F2) и цепей управления техникой (F3).
  • Промежуточного реле контактора нагревательных элементов (КА).
  • Контактора элементов нагрева (KM1), электропривода открывания (KM2) и закрывания двери (KM3).
  • Печного автотрансформатора (Т).
  • Термодатчика (В).
  • Электромагнитного тормоза (Y).
  • Кнопки стоп (S1), открывания (S2), закрывания (S3), выключателей (S4) и (S5), переключения режимов работы (S6) дверцы.
  • Двигателя привода печной двери (М).
  • Терморегулятора (TRS).
  • Сигнальной лампы превышения допустимой температуры (Н1), включения (Н2) и выключения нагревателя (Н3).
  • Добавочных резисторов сигнальных ламп R1, R2 и R3.

Электрическая схема индукционной печи

Если вы хотите приобрести печь с камерой из волокна, обязательно обращайте внимание на электросхему прибора.

Ремонт и обслуживание муфельных печей могут проводить мастера, прошедшие специальные курсы, с изучением устройства и электросхем оборудования

Изучив схему электрической муфельной печи легко подобрать оптимальный вариант теплоприбора. Подробнее об особенностях техники можно узнать у специалистов компании Labor. Для консультации звоните по указанным на странице номерам!

Расчёт и изготовление муфельной печи. Часть первая — расчёт мощности печи.

Решил все свои расчёты оформить в отдельную статью. Во-первых, может быть кому-то ещё пригодится. Во-вторых — возможно кто-то обратит внимание на очевидные косяки, которые я упустил из виду. Приступим.

Электрическая печь сопротивления — один из самых простых и доступных видов печей для обжига керамики и плавки некоторых металлов. Высокая температура в рабочей камере достигается за счёт нагрева спирали, изготовленной из проволоки с высоким показателем сопротивления и высокой температурой плавления. Традиционно используется для таких печей нихромовая или фехралевая проволока различных марок. Нихром примерно в два раза дороже фехрали, при этом его рабочая температура несколько ниже. В то же время фехраль при высоких температурах становится хрупким и коэффициент температурного расширения у него выше. То есть при нагреве фехралевая спираль может выйти из пазов, и следовательно на это необходимо обратить отдельное внимание при проектировании.
Нихромовая проволока стоит порядка 2000 рублей за килограмм, фехралевая — меньше 1000. В то же время фехраль сложнее достать на местах. Однако мы никуда не торопимся — поэтому закажем именно фехралевую проволоку с доставкой. Сочетание более выгодной цены и возможности поддерживать более высокую температуру в рабочей камере склонили меня принять решение именно в пользу фехрали. Кроме того сопротивление у фехрали примерно на 25% выше, чем у нихрома, а значит что и проволоки понадобится на 25% меньше(сопротивления метра нихромовой проволоки х20н80 диаметром 1.5мм — 0.62 ома, а фехралевой х23Ю5Т — 0.815 ома)
Для того, чтобы заказать проволоку нужно знать марку сплава, диаметр проволоки и количество погонных метров. Чтож, попробуем всё это дело рассчитать.
Марку выберем Х23Ю5Т. Температура плавления — 1500 градусов, что позволяет разогнать печку до 1200-1300 при хорошей теплоизоляции рабочей камеры.

Читайте также:  Как проложить кабель под дорогой и какие требования нужно учитывать?

Объём рассчитываемой печи — 61 литр, рабочая камера 560х340х320.

Для небольших печей мощность подбирается исходя из простой пропорции — 100 ватт мощности на литр объёма камеры, то есть на 61 литр мощность печки составит 6.1 кВт. Первоначально я выполнял расчёт на печь объёмом 67 литров, а так, как пересчитывать лень — то добавим 600 ватт мощности про запас — хуже точно не будет.

Так как в цеху есть три фазы — то печь запитаем от трёхфазной сети. Так как фазы три — то и нагревателей будет тоже три. Итак, от трёхфазной сети нам необходимо отобрать 6.7 кВт мощности.

Для начала вычислим какой ток нам потребуется пропустить через нагревательные элементы при подключении звездой. I=P/U. I = 6700/220 = 30.45А. Но это суммарный ток, раскидаем его на 3 фазы и получим 10.15А на фазу. Очень даже комфортный ток.
При подлкючении треугольником получим ещё более низкий ток — 17,63А — или 5.88 А на фазу. Однако такой ток течёт через нагреватели, подключённые между двумя фазами. По участку цепи, от ввода до соединения нагревателей так же течёт ток 10.15 А. Следовательно разницы особой нет. Какую схему подключения выбрать мы будем решать с точки зрения оптимизации количества проволоки в спирали, так как сопротивление будет разным.

Кстати, теперь мы можем рассчитать и сопротивление проволоки, необходимое для получения проектной мощности.
Для каждого участка цепи звезды это будет R=U/I R=220В/10,15А = 21,67 Ом. Для каждого участка цепи треугольника это будет 380В/5,8А = 64,6 Ом

Сопротивление есть, остаётся найти таблицу и отмерять нужное количество проволоки.
Для выбранной марки фехрали сопротивление одного метра проволоки будет следующим: D=1.5мм — 0.815 Ом, D=2мм — 0.459 Ом, D = 2.5мм — 0.294 Ом, D = 3мм — 0.204 Ом.

Рассмотрим звезду. Сопротивление одного нагревателя должно составлять 21.67 Ом То есть проволоки полторашки нам понадобится 21.67/0,815 = 26.6 метра. На три нагревателя потребуется 80 метров проволоки. Скажем так — не мало. Но с другой стороны мало или много — это суть наши рассуждения и нежелание отдавать лишние деньги, а расчёт говорит, что именно такое количество проволоки нам потребуется. Что — можно заказывать?
Рассчитывать больший диаметр проволоки нет смысла — так как уже у двойки сопротивление в два раза меньше и следовательно нам её потребуется в два раза больше. Расчитывать вариант с треугольником — так же нет смысла, там на контур нам необходимо сопротивление в 64 Ом — а это в три раза больше проволоки. Получается расчёт окончен? Как бы не так!
Давайте посчитаем, какова площадь поверхности наших нагревателей. Зная площадь поверхности, мы сможем посчитать, какое количество энергии излучается с 1 кв.см поверхности.
Площадь поверхности S = Длина (L) x Диаметр (d) х 3.14 (Pi) = 8000(в сантиметрах) х 0.15 (в сантиметрах) х 3.14 = 3768 кв.см. Таким образом 3768 кв.см. излучает 6.7 кВт мощности. То есть с 1 кв.см излучается 1.77 ватта.
То, что мы сейчас посчитали — не что иное, как величина поверхностной нагрузки. Зная это значение мы можем определить — не перекалится ли наша проволока. Дело в том, что с увеличением данного показателя увеличивается разница между температурой в сердцевине проволоки и температурой на её поверхности. При значениях сильно свыше 2 Ватт на кв.см — это значение может различаться на сотню градусов. Чем это чревато думаю понятно — в то время, как наружная поверхность имеет рабочую температуру — сердцевина может разогреться до температур, близких к температуре плавления, что приведёт к перегоранию проволоки. Для отечественных фехралевых проволок значение оптимального коэффициента составляет от 1.2 до 1.4 Вт/кв.см. Значение, полученное нами несколько выше, но всё-же вполне себе применимо.
В качестве иллюстрации посмотрим, что у нас получится, если мы возьмём следующий диаметр — двойку.
21.67/0.459 = 47.21 метра на 1 нагреватель. То есть на 3 нагревателя — 141 метр проволоки!
Рассчитаем значение поверхностной нагрузки — получим 0,76 вт/кв.см. — это очень мало. Почти в два раза меньше рекомендуемого значения — это значит, что проволока будет отдавать тепло менее эффективно. А если взять двойки те же 80 метров? Тогда сопротивление на участке цепи для одного нагревателя составит 12.24 ом, соответственно ток составит 18А, а мощность участка — 4 кВт, три нагревателя дадут 12 кВт мощности, и значение поверхностной нагрузки — 2,38 вт/кв.см.

Что будет, если участок цепи с одним нагревателем пересчитать как участок с двумя параллельно подключенными нагревателями? Тогда сопротивление каждого нагревателя необходимо будет увеличить вдвое, а значит и количество проволоки тоже. Такой финт позволяет сэкономить, если в расчёте допустим проволока диаметром 2 мм не проходит по значению поверхностной нагрузки, и приходится мотать тройку. Тогда вместо одного нагревателя из тройки имеет смысл ставить два параллельно подключённых нагревателя из двойки -метраж и масса выйдут меньше. Но в нашем случае меньше полторашки использовать проволоку нет желания.

Как ещё можно поступить? Можно запитать всю длину проволоки от одной фазы — тогда получим 220/30,45 = 7,22 ома.

Понятное дело, что полторашку тут мы применить не сможем из-за просто зашкаливающей поверхностной нагрузки! Действительно, нам понадобится всего 9 метров проволоки, чтобы получить сопротивление в 7.22 ома, при этом во-первых, это будет очень маленький нагревательный элемент, который не сможет равномерно прогреть весь объём печи, во вторых — как уже говорилось, поверхностная нагрузка составит лютые 15.8 ватт на кв.см.
Но здесь хорошо зайдёт проволока с большим диаметром. Если мы возьмём диаметр 3.5мм с сопротивлением 0.15 ома на метр, то её понадобится всего 48 метров! Поверхностная нагрузка составит 1,27 — что очень хорошо. Однако 48 метров проволоки диаметром 3.5 будут весить 3.7 кг, в то время как 80 метров полторашки весит всего 1.1 кг! Вкупе с тем, что управлять током в 30 А несколько сложнее, нежели током в 10 ампер — то первоначально полученный результат является наиболее оптимальным для данной печи.
Кстати, вот тут можно применить ту самую фишку, с параллельным подключением двух спиралей меньшего диаметра, чем одной большего. Действительно, если мы подключим не 1 спираль диаметром 3.5 мм длиной 48 метров с сопротивлением 7.22 ома, а две спирали из проволоки диаметром 2.0 мм с сопротивлением 14.44 — то получим две спирали по 31.3 метра = 62,6 метра с массой 1.5 кг, что уже неплохо. На каждую спираль прийдётся половина нагрузки — то есть по 3.35 кВт, что в итоге даст нам значение поверхностной нагрузки 3350/(3130х0.2х3.14) = 1.7 вт/кв.см. По факту — те же яйца, только в профиль. Но тут есть момент, который опять таки заставляет меня принять первоначальный расчёт за рабочий. Дело в том, что даже разбив участок на два параллельных мы в итоге ничего не выигрываем. Проволоки всё равно нужно на полкило больше, чем полторашки. Ток, протекающий через 1 контур составит 15 ампер, а не 10, что близко к максимальной нагрузке того же bt139, которым я планирую управлять всем этим зоопарком. В то же время даже если я поставлю по bt139 на каждый контур, повешу гигантский радиатор с активным охлаждением, то всё равно я не смогу подключать эти контуры по отдельности, так как весь ток ломанётся через включённый контур. И тут то симистор точно не выдержит — это раз, а поверхностная нагрузка подключённого контура резво увеличится в два раза.

Остановимся на самом первом варианте:

Всё на сегодня. Голова забита, поэтому мог накосячить. Буду благодарен, если кто-то ткнёт носом в ошибки.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...