Как регулировать ТЭН


С релюшечными термостатами вобщем все просто…  если он может просто выключить при достижении заданной температуры и потом не включить— это хорошо, к нему можно прицепить нагреватель и даже клапан водопровода… дошло до определенной температуры и вырубило всю систему, а вы кино смотрите и не отвлекаетесь.   В случае с РК релюшечный можно поюзать как тут описано Контроль головных и хвостовых фракций в ректификационной колонне … вобщем без атмосферы такой способ не катит… Кстати этот способ уже деятели с «учеными степенями» подхватили, правда я намерянно один моментик упустил, а они уже наклепали себе клапанов и наверное кое-кто уже удивился :)  … вобщем покупать не рекомендую если такие устройства увидите в продаже. (я про самопальные клапана дря РК)
Температуа в кубе будет и должна расти, так как спирт испаряется и его концентрация уменьшается, важно то, с какой скоростью она растет дабы не захлебнуть или не продавить пар под высоким давлением….  регулировать можно и нужно не температуру в кубе, а подачу напряжения на нагревательный элемент, плавно, без срывов..   Тоесть нужен регулятор на приборе из первых двух постов, а управлять этими приборами можно логикой или в рукопашном режиме обычным переменным резистором.


Технические характеристики W1401 следующие:

• Управляющее реле стоит на 12 В с NO контактом, коммутирует ток до 10 А (14VDC) и 10 А (250VAC)

• Тип датчика ― водонепроницаемый: NTC (10К ― 3950 ― 1%)

• Длина провода температурного датчика 30 см,

• Диапазон измеряемой и контролируемой температуры: -9°C ~ +99°C

• Точность измерения: ± 0.5 °C

• Точность управления: 1 °C

• Минимальный гистерезис: 1 °C

• Частота обновления: 0.5 сек

• Напряжение питания: 9 — 14 вольт, постоянного тока

• Потребляемая мощность: < 1W

• Размеры: 77 мм x 51 мм

При неисправности или отсутствии датчика термостат издает звуковой сигнал с отображением символов «LL».

Терморегулятор имеет верхний и нижний предел (возможность задания верхнего значения температуры включения (отключения) и нижнего значения температуры включения (отключения).

Реле на 10А я посчитал слабоватым и недолговечным для прямого коммутирования нагревательного элемента мощностью 1.5кВт. Для повышения надежности я решил использовать реле Z-RK230/SS которое отдал мне брат вместе с кучей пускателей и автоматов. Цена у этого пускателя немаленькая, но думаю, что можно найти более бюджетный вариант. Номинальный ток пускателя 20А — этого с запасом хватит для включение тена на 1.5кВт. Катушка пускателя на 220в, контакты реле NO (нормально разомкнутые) в общем то что нужно.


РЕГУЛИРУЕМЫЙ АНАЛОГ ДИНИСТОРА

Серийно выпускаемые динисторы по электрическим параметрам не всегда отвечают творческим интересам радиолюбителей-конструкторов. Нет, например, динисторов с напряжением включения 5…10 и 200…400 В. Все динисторы имеют значительный разброс значения этого классификационного параметра, который к тому же зависит еще от температуры окружающей среды. Кроме того, они рассчитаны на сравнительно малый коммутируемый ток (менее 0,2 А), а значит, небольшую коммутируемую мощность. Исключено плавное регулирование напряжения включения, что ограничивает область применения динисторов. Все это заставляет радиолюбителей прибегать к созданию аналогов динисторов с желаемыми параметрами.
Поиском такого аналога динистора длительное время занимался и я. Исходным был вариант аналога, составленный из стабилитрона Д814Д и тринистора КУ202Н (рис. 1). Пока напряжение на аналоге меньше напряжения стабилизации стабилитрона, аналог закрыт и ток через него не течет. При достижении напряжения стабилизации стабилитрона он открывается сам, открывает тринистор и аналог в целом.


результате в цепи, в которую аналог включен, появляется ток. Значение этого тока определяется свойствами тринистора и сопротивлением нагрузки. Используя тринисторы серии КУ202 с бук венными индексами Б, В, Н и один и т же стабилитрон Д814Д, произведено 32 измерения тока и напряжения включения аналога дннистора. Анализ показывает, что среднее значение тока включения аналога равно примерно 7 мА, а напряжения включения — 14,5±1 В. Разброс напряжения включения объясняется неодинаковостью сопротивления управляющих р-п переходов используемых тринисторов.

Как регулировать ТЭН

Напряжение включения Uвкл такого аналога можно рассчитать по упрощенной формуле: Uвкл=Uст+Uy.э., где Uст — напряжение стабилизации стабилитрона, Uу.э. — падение напряжения на управляющем переходе тринистора.
При изменении температуры тринистора падение напряжения на его управляющем переходе тоже изменяется, но незначительно. Это приводит к некоторому изменению напряжения включения аналога. Например, для тринистора КУ202Н при изменении температуры его корпуса от 0 до 50 °С напряжение включения изменялось в пределах 0,3…0,4 % по отношению к значению этого параметра при температуре 25 °С.

Как регулировать ТЭН


Далее был исследован регулируемый аналог динистора с переменным резистором R1 в цепи управляющего электрода тринистора (рис. 2). Семейство вольт-амперных характеристик такого варианта аналога показано на рис. 3, их пусковой участок — на рис. 4, а зависимость напряжения включения от сопротивления резистора — на рис. 5. Как показал анализ, напряжение включения такого аналога прямо пропорционально сопротивлению резистора. Это напряжение можно рассчитать по формуле Uвкл.p=Ucт+Uy.э.+Iвкл.y.э*R1, где Uвкл.p — напряжение включения регулируемого аналога, Iвкл.y.э — ток включения регулируемого аналога динистора по управляющему электроду.

Как регулировать ТЭН
рис. 3

Как регулировать ТЭН
рис. 4

Как регулировать ТЭН
рис. 5
Такой аналог свободен практически от всех недостатков динисторов, кроме температурной нестабильности. Как известно, при повышении температуры тринистора его ток включения уменьшается. В регулируемом аналоге это приводит к уменьшению напряжения включения и тем значительнее, чем больше сопротивление резистора.


этому стремиться к большому повышению напряжения включения переменным резистором не следует, чтобы не ухудшать температурную’ стабильность работы аналога.
Как показали эксперименты, эта нестабильность небольшая. Так, для аналога с тринистором КУ202Н при изменении температуры его корпуса в пределах 20±10 °С напряжение включения изменялось: с резистором 1 кОм — на ±1,8 %. при 2 кОм — на ±2,6 %, при 3 кОм — на ±3 %, при 4 кОм — на ±3,8 %. Увеличение сопротивления на 1 кОм приводило к повышению напряжения порога включения регулируемого аналога в среднем на 20 % по сравнению с напряжением включения исходного аналога динистора. Следовательно, средняя точность напряжения включения регулируемого аналога лучше 5%.
Температурная нестабильность аналога с тринистором КУ101Г меньше, что объясняется относительно малым током включения (0,8…1,5 мА). Например, при таком же изменении температуры и резисторе сопротивлением 10, 20, 30 и 40 кОм температурная нестабильность была соответственно ±0,6%. ±0,7%, ±0,8%. ±1%. Увеличение сопротивления резистора на каждые 10 кОм повышало уровень напряжения включения аналога на 24 % по сравнению с напряжением аналога без резистора. Таким образом, аналог с тринистором КУ101Г обладает высокой точностью напряжения включения — его температурная нестабильность менее 1%, а с тринистором КУ202Н —.

налога динистора с мощным тринистором можно включением переменного резистора в анодную цепь маломощного тринистора (рис. 6). Резистор R1 ограничивает ток управляющего электрода тринистора VS1 и повышает напряжение включения его на 1…2%. А переменный резистор R2 позволяет регулировать напряжение включения тринистора VS2.

Как регулировать ТЭН
рис. 6
Улучшение температурной стабильности такого варианта аналога объясняется тем, что с увеличением сопротивления резистора R2 уменьшается ток включения аналога по управляющему электроду и увеличивается ток включения его по аноду. А так как с изменением температуры в этом случае ток управляющего электрода уменьшается меньше и что суммарный ток включения аналога увеличивается, то для эквивалентного повышения напряжения включения аналога нужно меньшее сопротивление резистора R2 — это и создает благоприятные условия для повышения температурной стабильности аналога.
Чтобы реализовать термостабильность такого аналога, ток открывания тринистора VS2 должен быть 2…3 мА —больше тока открывания тринистора VS1, чтобы его температурные изменения не влияли на работу аналога.


сперимент показал, что напряжение включения термостабильного аналога при изменении температуры его элементов от 20 до 70 °С практически не изменилось.
Недостаток такого варианта аналога динистора — сравнительно узкие пределы регулировки напряжения включения переменным резистором R2. Они тем уже, чем больше ток включения тринистора VS2. Поэтому, чтобы не ухудшать термостабильность аналога, надо использовать в нем тринисгоры с возможно меньшим током включения. Диапазон регулировки напряжения включения аналога можно расширить путем применения стабилитронов с различным напряжением стабилизации. Регулируемые аналоги динистора найдут применение в автоматике и телемеханике, релаксационных генераторах. электронных регуляторах, пороговых и многих других радиотехнических устройствах.

Здравствуйте! «Понизитель напряжения» — не совсем правильно называете. Регулировку нагрева чего-либо ТЭНами осуществляют двумя способами:

  1. Термостатом. В этом случае ТЭНы выключаются при достижении заданной температуры и включаются при падении температуры ниже заданного предела.
  2. Регулятором. В этом случае происходит плавная регулировка мощности.

Термостатов на рынке великое множество, регуляторов тоже. Для этого используют симмисторные регуляторы мощности (аналогичные диммерам для регулирования яркости ламп). Вам нужно выбрать с запасом по мощности. Т.е. если у вас ТЭНы суммарно потебляют 3000 Ватт, то нужно регулятор 4000 Ватт и больше, лучше 5000. Также на регуляторе должен быть радиатор, обратите на это внимание, чем больше радиатор — тем лучше (в магазинах пишут «3500 Ватт» и они без радиатора и держут по факту всего 300 ватт).


Также вы можете понижать мощность ТЭНов другими способами — установив выключатель и отключать один из ТЭНов. Дополнительно можно поставить диод — он заставит ТЭН работать в половине от мощности. Т.е. схема такая:

  1. Устанавливаем на каждый из ТЭНов выключатель.
  2. Параллельно выключателю одного из ТЭНов ставим диод.
  3. Ставим общий выключатель (автомат, например) на оба ТЭНа.

Тогда работает это так:

  1. Включены оба выключателя — максимальная мощность двух тэнов (100%).
  2. Выключен выключатель (тот который без диода) — работает 1 ТЭН на полную мощностью (50%).
  3. Выключен выключатель параллельно которому диод установлен, а второй выключатель включен — работает 1 ТЭН на полную мощность, а второй на половину, итого 75% от всей мощности (полтора ТЭНа).
  4. Выключены оба выключателя — работает только 1 ТЭН на половину мощности (25% от всей мощности).

Вот еще идея как сделать регулятор:

Есть готовое решение, например, gt10000w, обычно это безымянные приборы китайского производства, лучше выбирайте сами в интернете, по запросу в поиске «Регулятор мощности для ТЭНа 5000 кВт» (ну или какая у вас мощность указывайте).

Симисторный регулятор сдвигает фазы


Симистор никак не может сдвигать фазы, то есть это не возможно в принципе.

Думаю Mantis просто не так выразился, да и большинству народа, что один, что другой метод регулировки выдаваемой мощности в нагрузку – “темный лес”.

p.s. Ну и чутка опишу что сделал в регуляторе мощности:
– Замер напряжения и тока.
– Замер активной мощности выдаваемой в нагрузку и соответственно ее стабилизация. Причем стабилизация не расчетной, а именно измеренной мощности.
– 4000 временных шагов на задержку открытия симистора в каждом полупериоде, за минусом мертвых зон в районе перехода через ноль. В итоге 3900 – 3800 реальных шагов регулировки для стабилизации.
– Автоматический замер частоты питающей сети. Т.е. 50 Гц или 60 Гц, без разницы.
– Задаваемая мощность ТЭНа от 300 до 9000 Вт, для того чтобы устанавливать поддерживаемую мощность в процентах.
– Стабилизация от 50 Вт и выше.
– Вывод на экран напряжения сети, тока в нагрузке, заданный процент и заданная мощность.


крупно выводится текущая (измеренная) мощность на нагрузке.
– Плавный старт. Т.е. напряжение на нагрузке повышается или понижается до нужного уровня плавно. В “0” естественно уходит сразу без задержек. Соответственно и сама стабилизация происходит плавно, а не скачкообразно, т.е. работающая рядом сварка, в “расколбас” систему не пустит.
– Либо ручное задание мощности, либо по COM порту от LuckyBox. Если подключено управление от LuckyBox, ручное управление блокируется.


Использованные источники

  1. alcodistillers.ru/forum/viewtopic.php?id=169
  2. pikabu.ru/story/proveryaem_i_nastraivaem_termoregulyator_tyena_7162837
  3. forum.bratsk.org/showthread.php?t=42092
  4. samelectrik.ru/kak-regulirovat-moshhnost-tena.html
  5. luckycenter.ru/topic/управление-мощностью-тэна/page/5/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.