Kritična uloga regulatora temperature u sustavima patronskih grijača od 600 V

Patronski grijač visokih-pomno se stavlja u kalup koji savršeno pristaje, ima odgovarajuću gustoću u vatima i visoko{1}}kvalitetni Incoloy omotač, ali se pokvari za nekoliko tjedana. Prvo što pada na pamet je okriviti kvalitetu ili izvor grijača. Zapravo, pravi problem u mnogim-naponskim postavkama nije sam grijač patrone, već uređaj koji njime upravlja: regulator temperature i dijelovi koji uključuju i isključuju napajanje.

Veza između patronskog grijača i regulatora vrlo je važna kada grijač radi na 600V. Kada uključite napajanje, više električne energije odlazi na otpornu žicu zbog višeg mrežnog napona. Standardni elektromehanički releji ili PID regulatori koji nisu ispravno postavljeni mogu brzo uključiti i isključiti puno napajanje, što može uzrokovati iznenadni toplinski udar. Otporna žica od nikla-kroma zagrijava se sa sobne temperature na 800–1000 stupnjeva u nekoliko sekundi i brzo se širi. Jednako brzo se hladi i skuplja kad nestane struje. Ovaj nasilni ciklus širenja i skupljanja događa se tisućama puta, uzrokujući otvrdnjavanje pri radu. Žica postaje krta, razvija mikro{10}}pukotine na mjestima naprezanja (savijanja zavojnice ili zavareni spojevi) i na kraju puca, stvarajući strujni krug otvorenim. U sustavima od 600 V, energija u svakom prekidaču je veća, što više opterećuje dijelove i čini ih bržim trošenjem nego u sustavima od 380 V ili 220 V.


Za aplikacije grijača uložaka od 600 V, visoko se preporučuje da kontroleri imaju karakteristike "mekog pokretanja", "ramp-up" ili "power ramp". Umjesto trenutne primjene punog mrežnog napona, ove rutine polako podižu izlaz od 0% do 100% tijekom-korisnički definiranog razdoblja, koje je obično 5 do 30 sekundi. Lagana rampa omogućuje da sva vlaga koja se još nalazi u higroskopnoj izolaciji od magnezijevog oksida (MgO) sigurno iscuri, bez stvaranja tlaka pare koji bi mogao razbiti brtve ili ostaviti prazne prostore unutra. Također smanjuje najveće toplinsko naprezanje namotane žice, što usporava otvrdnjavanje i produljuje vijek trajanja žice za 2 do 5 puta u procesima s visokim-ciklusima. Ova glatka rampa ugrađena je u moderne PID kontrolere koji koriste fazno-kutno-pokrenute-stalne releje (SSR) ili SCR module napajanja. Stariji sustavi koji koriste sklopnike ponekad ih uopće nemaju.

Drugo važno pitanje je vrijeme ciklusa. Kontroler koji prečesto uključuje i isključuje grijač patrone-ponekad svakih nekoliko sekundi u loše podešenim petljama-stalno uzrokuje toplinsko iscrpljivanje. Svaki put kad se ciklus dogodi, žica, hladne igle i zbijanje MgO bivaju opterećeni. Kada je napon visok, razlika u temperaturi između uključenog i isključenog stanja je veća jer 600 V omogućuje veću gustoću snage. Zbog toga je kratka vožnja još gora. Iskusni inženjeri mijenjaju PID parametre (proporcionalni pojas, integralno vrijeme i vrijeme derivacije) kako bi vremena uključivanja i isključivanja učinili duljim i rjeđim, dok održavaju temperaturu vrlo blizu onoga što bi trebala biti (±1–2 stupnja). Malo povećanje proporcionalnog pojasa, dodavanje izvedene radnje za predviđanje promjena ili korištenje vremenski-proporcionalne kontrole sa SSR-ovima sve su to načini za smanjenje učestalosti ciklusa bez gubitka točnosti. U drugim okolnostima, rafalno-paljenje ili nulti-unakrsni SSR-ovi još više smanjuju mehanički stres slanjem snage u punim-valovima umjesto brzog preklapanja jednog-ciklusa.

Također, kontroler i uređaj-za uključivanje moraju biti odgovarajuće veličine za električno opterećenje. Patronski grijač od 600 V koji troši 10–30 A (ili više u više-zonskim nizovima) treba SSR ili SCR koji može podnijeti najmanje 125–150 % struje punog-opterećenja grijača, s odgovarajućim odvodom topline i smanjenjem temperature za okolnu temperaturu. Ako su releji premali, mogu se pregrijati, zavariti (što znači da se ne otvaraju ispravno) ili ostati "uključeni" cijelo vrijeme, što može uzrokovati pregrijavanje, pucanje omotača ili oštećenje plijesni. Usklađivanje upravljačkih dijelova s ​​naponom, strujom i snagom grijača nije obavezno. Ovo je važno i za sigurnost i za pouzdanost.

Optimalnije prakse za sustave od 600 V su:
- Za smanjenje EMI-ja i luka, koristite SSR-e koji uključuju ugrađenu-zaštitu od-previsoke temperature, prigušivačke krugove i nulto-unakrsno prebacivanje.
- Upotrijebite zasebne regulatore visokog{1}}ograničenja ili toplinske osigurače spojene u seriju za isključivanje kruga ako temperatura prijeđe sigurne razine.
- Pazite na stabilnost napona na stezaljkama grijača; promjene ili padovi mogu dovesti do neravnomjernog napajanja i grijanja.
- Izvršite redovito podešavanje petlje i ciklus-zapisivanje broja da biste saznali ima li previše prebacivanja rano.

Odabir savršenog patronskog grijača-svijene konstrukcije, točne gustoće u vatima i odgovarajućeg omotača samo je pola bitke. Kada se koristi s pametnim, dobro-postavljenim-pristupom upravljanju, sustav će osigurati stabilnu temperaturnu homogenost, manji toplinski udar i mnogo duži vijek trajanja. Regulator temperature nije samo pomoćni dio u aplikacijama od 600 V, gdje je električna energija velika i loša kontrola može imati ozbiljne posljedice. Čuvar je cijelog toplinskog sustava. Ulaganje u modernu PID regulaciju s mogućnostima mekog-starta, odgovarajuće veličine SSR-a i optimiziranih postavki podešavanja pretvara potencijalne slabe karike u pouzdane performanse. Time se smanjuju kvarovi, otpad i zastoji dok se izvlači maksimum iz svakog ugrađenog grijača uloška.