Sterowanie piecem oporowym

Szanowni Koledzy i Koleżanki,

Mam następujący problem - piec do wypału ceramiki - spirale wykonane z kanthalu zasilany z sieci 230V - obecna moc - 24kW.

Próbuję zwiększyć moc do 28kW - regulacja musi być płynna.

Najprostsze rozwiązanie - autotransformator odpada.

Wymyśliłem następujące rozwiązanie - zastosowanie przekształtnika DC, produkcji ABB i wówczas uzyskam po pierwsze płynna regulację napięcia a co za tym idzie również prądu, czyli mocy.

I teraz zasadnicze pytania:

- jak Kanthal zachowa się przy zasilaniu prądem stałym ?? Czy efektywna moc będzie identyczna

- czy mimo zastosowania filtru 4% zakłócenia przypadkiem nie będą zbyt duże generowane na sieć.

Ewentualne inne rozwiązania mile widziane.

Z góry serdeczne dzięki.

Dla grzałek nie ma znaczenia rodzaj prądu. Ma natomiast znaczenie wysokość napięcia. Wyższe napięcie --> wyższa temperatura (ponad znamionową) --> szybsze przepalenie się grzałki.

A zakłócenia będą lub nie, ale to zależne jest od przekształtnika.

Moim zdaniem należy rozważyć zmianę grzałek na takie o wyższej mocy. Tylko wypadałoby skonsultować się z producentem pieca, czy wytrzyma on taką operację.

Piec wytrzyma na pewno.

Zakładając, że w chwili obecnej przez grzałki płynie 39,38,30 A, to z przekształtnika mógłbym puścić w okolicach powiedzmy 45,44,34 A, co dałoby mi szukaną moc. Czy taka zmiana znacząco wpłynie na zużycie grzałek??

Unagii napisał:

Piec wytrzyma na pewno.

Czy taka zmiana znacząco wpłynie na zużycie grzałek??

Trudno powiedzieć. Np w żarówkach te zależności, znaczy temperatura w funkcji napięcia, wcale nie są liniowe. Temperatura rośnie znacznie przy małym wzroście napięcia.
Uważam, że po prostu należałoby zastosować inne grzałki, np. o innej średnicy drutu, obliczone i dobrane na większą moc.

A czy np. skrócenie spiral grzewczych nie jest możliwe? Przy skróceniu o ok. 16% osiągnie się wymagane parametry. Ze wzrostem temperatury rezystywność metali rośnie i zwiększenie mocy może nie być proporcjonalnie większe. Należałoby też sprawdzić maksymalnie dopuszczalną temperaturę pracy użytego kanthalu - po jej przekroczeniu niszczenie materiału przybiera charakter wręcz katastrofalny.

Chodzi o płynną regulację, więc skrócenie fizyczne spiral nie da takiego efektu. ;] Myślę, że chyba pozostanę przy zasilaniu z szyny DC.

Spodziewam się, że podniesienie mocy pieca ma na celu podwyższenie jego temperatury.
Skrócenie spiral dla osiągnięcia mocy maksymalnej oraz nastawny czujnik temperatury sterujący załączaniem/wyłączaniem grzałek powinny rozwiązać problem.
Będzie to na pewno tańsze niż elektronika mocy i celowanie we właściwy poziom temperatury regulatorem napięcia.

Piec spokojnie uciągnie nawet 1400 stopni. Chodzi o skrócenie procesu technologicznego nagrzewania.

Nie znam przebiegu tego procesu technologicznego (okresowe nagrzewanie?) ale w tej sytuacji powinno być OK.
Start pieca z dużą mocą i szybkie nagrzanie a następnie utrzymanie potrzebnej temperatury przez załączanie i wyłączanie grzałek - bezwładność cieplna pieca spowoduje, że skoki temperatury będą niewielkie.
Trzeba tylko zdobyć układ z termoparą i wyjściem umożliwiającym sterowanie np.: stycznikiem załączającym grzałki.
PS. A który to kanthal może pracować w 1400°C?

Super kanthal.