Электрические схемы нагревателей

1.5. Электрические схемы нагревателей

1. 
   нагревательный элемент выполнен из графита, карборунда, дисилицида молибдена, его сопротивление очень мало по величине или значительно изменяется в процессе работы, вследствие чего требуется регулирование напряжения;
   
2. 
   обрабатываемый материал требует медленного нагрева;
   
3. 
   при работе на низких напряжениях трансформатора, возможно выполнить нагреватель с малым электрическим сопротивлением за счет увеличения сечения, что обеспечит его долговечность и это оказывается экономически выгодным.
   

1.6. Печи сопротивления как потребители электроэнергии

Печи сопротивления в большинстве случаев имеют коэффициент мощности, близкий к единице, который снижается при регулировании температуры в рабочей камере печи. Используются следующие способы регулирования температуры путем изменения мощности печи:
1. Подключение нагревательных элементов осуществляется через понижающие регулировочные трансформаторы, при этом происходит снижение коэффициента мощности за счет дополнительной индуктивности трансформатора.
2. Использование силовых тиристорных регуляторов мощности в режиме фазоимпульсного регулирования (среднее напряжение, а, следовательно, и средняя мощность регулируются за счёт изменения угла открывания тиристоров) приводит не только к снижению коэффициента мощности, но и к появлению высших гармоник тока в питающей сети.
3. При использовании позиционного метода регулирования температуры, контакторы, подключающие нагреватели, находятся в одном из положений «включено» или «выключено», а средняя мощность регулируется за счёт изменения соотношения времени их включенного и отключенного состояний. При таком способе регулирования график нагрузки печи будет неравномерным, возникают провалы напряжения в месте ее подключения. Таким образом, мощные печи могут оказаться источником отклонения, колебания и провалов напряжения в сети. Положение облегчается тем, что мощные печи имеют, как правило, большое число независимо управляемых зон, также ЭПС часто устанавливаются группами, что позволяет выравнивать общий график нагрузки за счёт смещения во времени периодов нагрева.
Рассмотрим вопросы согласования вольт-амперных характеристик (ВАХ) электрической сети с ВАХ печей сопротивления. Для каждой печи, подключенной к электрической сети, источник электродвижущей силы (ЭДС) (например обмотка силового трансформатора) с сопротивлением всех элементов сети до точки подключения нагревательных элементов печи будет представлять уникальный источник питания.
Например, для печи, находящейся в конце линии электрической сети, напряжение определяется по формуле (1.8), согласно второму закону Кирхгофа, составленного на основе схемы замещения участка сети, изображенного на рис. 1.9, а:

,

(1.8)

где – напряжение в начале участка сети, где условно находится идеальный источник ЭДС, В; – ток, потребляемый ЭПС, А; – сопротивление всех параметров сети, Ом; – напряжение в точке подключения ЭПС, В.
Согласно закону Ома для участка электрической цепи:

(1.9)

Векторные диаграммы, реализованные по формулам (1.8) и (1.9), приведены на рис. 1.9.
Вольт-амперная характеристика такого источника питания (далее ВАХ сети) представляет собой пологопадающую линию, идущую от оси ординат из точки U₁ (см. рис. 1.9, б). Положение ВАХ сети над осью абсцисс и угол её наклона будут изменяться в зависимости от величин, входящих в формулу (1.8). При централизованном регулировании напряжения и снижении (увеличении) напряжения холостого хода трансформатора, ВАХ сети пойдет ниже (выше) (см. рис. 1.9, в).
Крутизна ВАХ сети будет определяться величиной сопротивления участка сети. Например, при снижении сечения проводника, идущего к ЭПС, ВАХ сети пойдет с большим наклоном к оси тока (рис. 1.9, г), такой же характер наклона будет иметь ВАХ сети для электрически более удаленной ЭПС.

жүктеу/скачать 1,19 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: