Электрооборудование печей сопротивления

Опубликовано admin Авг 17, 2013 в Разное оборудование

В электрических печах сопротивления используется явление нагрева проводника при протекании по нему электрического тока. Количество тепла, выделяемого при протекании по проводнику тока, определяется по закону Джоуля-Ленца

Q=R∙I2∙t.

Различают два вида нагрева:

1. прямой, когда электрический ток протекает непосредственно по нагреваемому элементу;
2. косвенный, когда в питающую сеть включают специальный нагревательный элемент, а
   выделяемая в нем тепловая энергия передается изделию излучением, конвекцией и теплопроводностью (в данном цена на нагревательные элементы будет чуть выше)

Большинство печей сопротивления составляют печи косвенного нагрева, к которым наряду с печами с твердым нагревателем относятся также печи с нагревом в жидкой среде и в псевдокипящем слое.

Электропечи сопротивления классифицируют по режиму работы (печи периодического и непрерывного действия), по рабочей температуре, по атмосфере в рабочем пространстве и по конструктивным признакам.

Печи периодического действия – камерные, шахтные, колпаковые, элеваторные с подъемным подом, муфельные с передвижной камерой нагрева, ямные, колодцевые, плавильные и др.

Печи непрерывного действия – конвейерные, с рольганговым подом, толкательные, барабанные, карусельные, с шагающим подом, протяжные.

Печи сопротивления работают на переменном токе в автоматическом режиме. Задачей автоматического регулирования печей является обеспечение заданного температурного режима. Регулирование температуры осуществляется изменением мощности, диапазон изменения которой составляет примерно (0,5…1)Рн — в печах непрерывного действия и (0,2 …1)Рн — в печах периодического действия. По принципу действия системы регулирования температуры делятся на два класса – дискретные и непрерывные. В дискретных системах регулирование осуществляется путем включения-отключения печи, либо путем переключения нагревательных элементов или витков трансформатора.

На рис. 5 представлена схема печи сопротивления с трехпозиционной системой релейно – контакторного управления. Печь включается в сеть автоматическим выключателем QF и линейным контактором КЛ. Контакторы К1 или К2 включают нагреватели Rн печи сопротивления в треугольник или в звезду. Контроль температуры в печи осуществляется термопарой Тп, сигнал которой поступает на вход автоматического потенциометра АП.

Управление температурой печи может быть ручное или автоматическое. Выбор режима управления осуществляется универсальным переключателем УП. Регулирование температуры производится в зоне minmax.

При разогреве печи переключатель УП ставится в положение А. Температура в печи меньше минимальной величины, поэтому замкнут контакт потенциометра П1. Включается реле РП1 и своим контактом РП1 замыкает цепь катушки контактора К1. Замыкаются контакты К1 и нагревательные элементы печи соединяются по схеме треугольник. Происходит быстрый разогрев печи. При min контакт П1 размыкается и соответственно отключаются РП1 и К1. Затем замыкается контакт П2, включаются реле РП2 и контактор К2. Нагревательные элементы соединяются по схеме звезда, при этом выделяемая в них мощность уменьшается в три раза. Скорость нарастания температуры снижается. Если температура превысит max, то контакты П2, РП2 и К2 размыкаются и отключаются нагревательные элементы от питающей сети. Температура в печи снижается и нагреватели снова включаются по звезда или треугольник. Таким образом, при трехпозиционном регулировании система работает в автоколебательном режиме, т.е. температура в печи непрерывно изменяется в пределах ∆.

При необходимости обеспечить более высокую точность регулирования температуры используют непрерывные регуляторы бесконтактного типа, регулирующим элементом которых является тиристорный силовой блок.

Так, например, башенные печи, в которых осуществляется термообработка тонкой ленты, требуют высокоточного регулирования температуры (± 1 %). В этих случаях используется непрерывное плавное регулирование температуры с помощью тиристорного регулятора напряжения ТРН (рис. 8). Нагревательные элементы Rнэ включены в звезду и к ним подключено трехфазное напряжение тиристорного регулятора напряжения (ТРН). Мощность, выделяющаяся в нагревательных элементах, зависит от тока (Р = 3RнэI2). Регулятор напряжения изменяет среднее значение переменного напряжения за полпериода, соответственно и среднее значение тока в нагревательных элементах. Температура в печи измеряется термопарой, и автоматически поддерживается регулятором температуры РТМ (ЗТ и ДТ — задатчик и датчик температуры).