Схемы включения нагревателей печей сопротивления. Регулирование мощности нагревателей
Нагреватели печей сопротивления могут подключаться к сети непосредственно или через печные трансформаторы. Применение печных трансформаторов вызывает удорожание печной установки, снижение ее КПД, поэтому печные трансформаторы применяют в основном в следующих случаях:
а) сопротивление нагревательного элемента очень мало и сильно изменяется в процессе работы, вследствие чего требуется регулирование напряжения (графит, карборунд, дисилицид, молибдена);
б) обрабатываемый материал требует медленного нагрева;
в) увеличение долговечности вследствие увеличения сечения нагревателя оказывается экономически выгодным.
Для возможности плавного регулирования напряжения на нагревателе печные трансформаторы выполняют с большим числом отпаек.
В случае, когда нагреватели включаются в сеть непосредственно, изменение мощности может быть осуществлено путем изменения схемы включения нагревателей.
Таблица 1.1.
Основные параметры материалов для нагревателей печи сопротивления
| № | Материалы | Удельное сопротивление r при 273 0К, Ом мм2/ м | Предельная рабочая температура, 0С | Плотность при 273 0К, г/см3 |
| 1. | Нихром с алюминием Х15Н6ОН | 1,0 | 8,2 | |
| 2. | Железохромникель Х25Н20 | 0,92 | 7,9 | |
| 3. | Нихром Х20Н80 | 1,09 | 8,4 | |
| 4. | Нихром Х20Н80Т3 | 1,27 | 8,2 | |
| 5. | Нихром с алюминием ХН70Н | 1,34 | 7,9 | |
| 6. | Нихром с алюминием Х15Н60Н3А | 1,27 | 7,9 | |
| 7. | Железохромалюминий ОХ23Ю5А | 1,42 | 7,9 | |
| 8. | Силит (карборунд) | 8-19 | 2,3 | |
| 9. | ДМ (дисилицид молибдена) | 0,3 | 5,6 | |
| 10. | Глобар | 8-19 | 2,3 | |
| 11. | Графит | 8-13 | 1,6 | |
| 12. | Молибден | 0,05 | 0,2 | |
| 13. | Вольфрам | 0,054 | 19,8 |
Схемы включения нагревателей при однофазной питающей сети приведены на рис.1.3: а – двухступенчатое регулирование мощности; б – четырехступенчатое регулирование мощности.
Рассмотрим, каким образом осуществляется регулирование мощности нагревателей печи сопротивления на примере, приведенном на рис.1.3б.
|
|
При всех отключенных контактах, цепь разомкнута, потребляемая мощность равна нулю. При включенном контакте 3 в цепь последовательно включены два сопротивления Rн1 и Rн2 . Считаем, что Rн1=Rн2=Rн. Тогда потребляемая мощность:
.
При включенном контакте 1 (или 2) в цепь включено только одно сопротивление Rн .
Потребляемая мощность:
.
Максимальная потребляемая мощность РМ4 (100%) имеет место при включенных контактах 1 и 2.
Таким образом, в схеме (рис.1.3б) реализуется четыре ступени регулирования мощности: 0%, 25%, 50%, 100%.
В случае трехфазной питающей сети, трехступенчатое регулирование мощности может быть осуществлено путем переключения схем соединения нагревателей со звезды на треугольник и обратно по схеме, приведенной на рис.1.4. Более плавное пятиступенчатое регулирование мощности может быть осуществлено по схеме, приведенной на рис.1.5.
Программа работы
Принципиальная электрическая схема стенда приведена на рис.1.6.
После предварительного знакомства со стендом и входящими в него приборами приступают к выполнению работы в следующем порядке:
1. Собрать схему соединения нагревателей в соответствии с рис.1.3 б, 1.4 и 1.5.
2. После проверки схемы преподавателем (лаборантом) подать напряжение при помощи автомата SF.
3. Снять показания приборов и записать их в таблицу 1.2.
4. Обработать опытные данные, построить зависимости cosj = f(p), для каждой схемы включения нагревателей.
Потребляемую мощность рассчитать по формуле:
.
5. Сделать выводы по результатам эксперимента, сдать полностью оформленный отчет преподавателю.
Таблица 1.2.
| Схема | Какие контакты замкнуты | Ступени регулирования, % | U, B | I, A | t, cек | n, об | Р, Вт | S, BA | сosj | |
| Заданное значение | Расчетное значение | |||||||||
| Рис. 1.3б | ||||||||||
| Рис.1.4. | ||||||||||
| Рис.1.5. |
Содержание отчета
1. Схемы включения нагревателей (рис.1.3б, 1.4, 1.5).
2. Таблица результатов измерения.
3. Зависимости cosj=f(P) для каждой собранной схемы включения нагревателей.
4. Выводы к работе.
Контрольные вопросы
1. Типы электропечей сопротивления.
2. Конструкции печей сопротивления.
3. Конструкции и устройства нагревателей.
4. Методика расчета нагревателей.
- Электрические схемы соединения нагревателей.
Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 4100;