Схема трехфазного подключения ТЭНов через теплореле и контактор

Схема трехфазного подключение ТЭНов через теплореле и контактор

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) широко используются для нагрева воды, воздуха и других жидкостей и газов в промышленности и в бытовом применении.
ТЭНы обычно подключают с помощью температурного реле для обеспечения автоматического отключения при достижении требуемой температуры.

Рассмотрим подключение трехфазного ТЭНа через магнитный пускатель и тепловое реле.

 Схема трехфазного подключение ТЭНов через теплореле и контактор
Рис. 1
ТЭН подключается через один трехфазный контактор с нормально замкнутыми контактами МП(Рис. 1). Управляет пускателем термореле ТР, управляющие контакты которого разомкнуты при температуре на датчике ниже заданной. При подаче трехфазного напряжения контакты пускатели замкнуты и происходит нагрев ТЭНа, нагреватели которого включены по схеме «звезда». Схема трехфазного подключение ТЭНов через теплореле и контактор

Рис. 2
При достижении заданной температуры, тепловое реле отключает питание нагревателей. Таким образом, реализуется простейший регулятор температуры. Для такого регулятора можно применять термореле РТ2К (Рис. 2), а для пускателя – контактор третьей величины с тремя группами на размыкание.

РТ2К представляет собой двухпозиционное (работающие на включение/отключение) термореле с датчиком из медного провода с диапазоном установления температуры от -40 до +50°С. Конечно, использование одного теплового реле не позволяет достаточно точно поддерживать требуемую температуру. Включение каждый раз всех трех секций ТЭНа приводит к лишним энергопотерям.Схема трехфазного подключение ТЭНов через теплореле и контактор

Рис. 3
Если реализовать управление каждой секцией нагревателя через отдельный пускатель, связанный со своим термореле (Рис. 3), то можно осуществить более точное поддержание температуры. Итак, имеем три пускателя, которыми управляют три термореле ТР1, ТР2, ТР3. Температуры срабатывания выбраны, допустим как t1<t2Схема трехфазного подключение ТЭНов через теплореле и контактор

Рис. 4
Реле-датчики температуры обеспечивают коммутацию исполнительной цепи до 6А, при напряжении 250В. Для управления магнитным пускателем таких величин более чем достаточно (Например, ток срабатывания контакторов ПМЕ составляет от 0,1 до 0,9 А при напряжении 127 В). При прохождении переменного тока через катушку якоря возможно низкое гудение промышленной частоты 50 Гц.
Существуют термореле, управляющие токовым выходом с величиной тока от 0 до 20 мА. Также часто тепловые реле питаются от постоянного тока низкого напряжения (24 В). Для согласования такого выходного тока с низковольтными (от 24 до 36 В) катушками якоря пускателя может применяться схема согласования уровней на транзисторе (Рис. 5)Схема трехфазного подключение ТЭНов через теплореле и контактор

Рис. 5
Данная схема работает в ключевом режиме. При подаче тока через контакты термореле ТР через резистор R1, на базу VT1 происходит усиление тока и включение пускателя МП.
Резистор R1 ограничивает токовый выход теплового реле для предотвращения перегрузки. Транзистор VT1 выбирают исходя из максимального тока коллектора, превышающего ток срабатывания контактора и напряжения на коллекторе.

Произведем расчет резистора R1 на примере.

Допустим для управления якорем пускателя достаточно постоянного тока в 200мА. Коэффициент усиления транзистора по току составляет 20, значит, управляющий ток базы IБ должен поддерживаться в пределах до 200/20 = 10 мА. Тепловое реле выдает максимум 24В при силе тока в 20мА, что вполне достаточно катушке якоря. Для открытия транзистора в ключевом режиме относительно эмиттера должно поддерживаться напряжение на базе в 0,6 В. Примем, что сопротивление перехода эмиттер-база открытого транзистора пренебрежительно мало.

Значит, напряжение на R1 составит 24 – 0,6В = 23,4 В. Исходя из полученного ранее тока базы получаем сопротивление: R1 = UR1/IБ=23,4/0,01 =2,340 Ком. Роль резистора R2 — не допускать включение транзистора от помех при отсутствии управляющего тока. Обычно его выбирают в 5-10 раз больше чем R1, т.е. для нашего примера будет составлять примерно 24 КОм.
Для промышленного использования выпускаются реле-регуляторы, реализующие ПИД-регулирование температуры объекта.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

14 комментариев к записи “Схема трехфазного подключения ТЭНов через теплореле и контактор”

  1. Сергей:

    Добрый день!Извините- а транзистор той ли проводимости

  2. Салыбей:

    Добого времени суток Юрий!

    Если можете подскажите.
    Имеется котел + отопительная система, в доме. 4 Тэна по 5КВТ, напряжение на объекте ужасное от 120-150 не больше в Зимнее время.
    В общем как видите они не могут греть помещения. Никакие стабилизаторы здесь не помогут. А что если перекоммутировать Тэны, например два Тэна параллельно соединить на одной фазе, и два других на другой фазе. По моему мощность повысится и соответственно температура.

  3. Соединять для повышении мощности нужно последовательно. У вас к дому подходит трехфазная линия?

    • Салыбей:

      Да есть разрешение. Три фазы доступны.

    • Салыбей:

      Последовательно я полагал, что мощность в два раза упадет. Не могу сообразить. А может использовать автотрансформатор с защитой от всплесков, помех, перенапряжения и т.п, слава богу их в продаже хватает, для сварочных аппаратов продают.

    • Салыбей:

      от 2 сварочоной обмотки вроде 60 вольт можно получить

  4. Может я ошибаюсь, вот формула суммарной мощности в параллельном соединении-Pобщ=U2/Rобщ, а вот в последовательном- Pобщ=Uобщ2/Rобщ. Подставте ваши параметры в формулы и узнаете как лучше соеденить

  5. Суммарное сопротивление сборки Rобщ рассчитывается по формуле:
    1/ Rобщ=1/R1+1/R2+1/R3 — это параллельно
    Rобщ=R1+R2+R3- это последовательно

  6. Я посчитал сам. Ошибся, извеняюсь!!! Нужно соединять параллельно чтобы увеличить мощность

  7. Автотрансформатор и стабилизатор, вот выбор. Первым вы сможете вручную увеличить напряжение, второй автоматом стабилизирует. Попробуйте автотрансформатор и соедените параллельно. Что получится, если не трудно, напишите

  8. Салыбей:

    Попробуем, если хозяйн (мой близкий друг) купит Сварочный трансформатор, то можно проверить. Я вначале предположил соединить без Сварочныого трансформатора тэны запараллелить, по 2.и посмотреть по формулам вроде в полтора раза увеличивается мощность, ну и защита нужна если напряжение внезапно увеличится. У хозяина этого дома Энергетики вроде поменяли от подстанции Провод до улицы и запитали около 20 домов, но там кабель СИП греется, по всей улице вонь от этого (защитная оболочка видимо). Могу предположить, что у многих стоят непомерно мощные нагревательные аппараты (котлв, тэны всевозможные, нагревательные плиты от старых советских духовых шкафов и пр.) Как в общем мне объяснил Хозяйн Этого дома. Я попросил выключить 20 квт систему и проверить на сколько вольт увеличится напряжение, оказалось ув-ся на 10-12 вольт. И это только у него, значит на их улице как минимум еще 5-6 домов переборщили с нагрузкой. Если они все договорятся и отключат часть нагрузки, то уверен, что напряжение поднимется как мин. от 170 до 200 а это уже неплохо.

  9. Павел:

    Здравствуйте!
    А что скажете по следующей ситуации ?
    12 кВт тэн установлен в 500 литровом термоаккумуляторе (бочке с водой, из которой циркуляционные насосы постоянно отбирают горячую воду для отопления). Тэн трехфазный (звезда). Пуск идет, как у вас описано — термостат с выносным капиляром (расположенный в блоке тенов) при падении температуры дает 220в на пускатель, а тот замыкает 3 фазы на тэны. В теории все должно было работать нормально, а на практике оказалось следующее.
    При достижении заданной температуры (к примеру 70 градусов), термостат размыкает контакты и пускатель отключает тэны.
    Но остывание воды из-за работы насосов происходит буквально секунд за 10 и тэны снова врубаются.
    Получается что в околозаданной температуре пускатель тэна как бы зацикливается и бабахает , как пулемет 🙂
    Как бы решить эту проблему? Увеличив температурную вилку включения-отключения тэна, как это реализовано в электронных системах.
    То есть к примеру — выключаем тэн при температуре 75, а включаем при температуре 65?
    Напрашивается либо какие-то 2 термостата, что уже как бы чуть затратно, либо замедление реакции на понижение температуры, чтобы инициировать небольшой перегрев воды и увеличить таким образом амплитуду колебания температуры, а соответственно и временной шаг сработки пускателя.
    Спасибо

  10. Миха:

    Я думаю что при такой быстрой смене темпиратуры нужен не термостат, а регулятор ОВЕН. Настроишь дельту и ПИД плавно начнет регулировать темпиратуру.

Оставить комментарий

Электронщик. Ярчайший ресурс в Рунете связанный с автоматикой и электротехникой

Использование материалов сайта возможно при наличии активной ссылки на первоисточник. Связь с редакцией сайта:e-mail: bylira3@gmail.com |