Карбидкремниевые нагреватели КЭН можно рассматривать как простые резистивные нагрузки, и для них применяются обычные электрические законы:
V = Напряжение; I = Сила тока; W = Мощность; R = Сопротивление в Ом
Важно установить, подключить и контролировать элементы рекомендованным способом, чтобы обеспечить оптимальный срок службы.
Карбидкремниевые нагреватели могут быть подключены параллельно, последовательно или в комбинации из двух типов соединений.
Параллельное соединение является идеальным, так как любые небольшие отклонения в значении сопротивления будут иметь тенденцию уравновешиваться с использованием, тогда как при последовательном соединении отклонения будут иметь тенденцию увеличиваться, что приведет к сокращению срока службы элемента.
Однако, поскольку нагреватели КЭН из карбида кремния увеличивают сопротивление довольно медленно, влияние любого дисбаланса невелико, и до четырех элементов могут быть соединены последовательно, при условии, что они хорошо согласованы по величине сопротивления. При температуре печи выше 1400 ° C рекомендуется ограничить количество последовательно соединенных элементов до двух.
Последовательно-параллельная комбинация обычно является эффективным компромиссом, и в этом случае последовательные группы должны быть соединены параллельно.
Элементы никогда не должны быть соединены в параллельные группы, соединенные последовательно, так как отказ одного элемента приведет к перегрузке остальных элементов в этой группе.
Трехфазные соединения могут включать звезду или треугольник. Если используется соединение звездой, рекомендуется 4-проводное питание, чтобы обеспечить баланс фазных напряжений независимо от фазных сопротивлений. Если необходимо использовать 3-проводное соединение звездой, то сопротивление фаз всегда должно быть точно согласовано.
Рекомендуется выбирать любые последовательно соединенные элементы в диапазоне сопротивлений ± 5% друг от друга, а элементы, соединенные параллельно, могут иметь более широкий диапазон ± 10%.
Если какой-либо элемент выходит из строя или выходит из строя после короткого периода использования, его обычно можно заменить новым элементом; предпочтительно один из верхнего предела допуска сопротивления (низкое значение ампер). Однако если элементы использовались в течение значительного времени, следует заменить всю группу, в противном случае чрезмерная нагрузка будет падать либо на новые, либо на старые элементы, что приведет к преждевременному выходу их из строя.
Хорошей практикой является разделение общего количества элементов в печи на относительно небольшие контрольные группы, чтобы упростить согласование в будущем. Например, печь с 48 элементами будет намного более гибкой, если элементы разделить на 8 групп по 6 элементов, чем на 3 группы по 16 элементов, и согласование сопротивлений элементов будет значительно упрощено.
При замене группы элементов важно убедиться, что выходное напряжение источника питания снижается до правильного значения перед включением, так как перегрузка элементов, даже в течение очень короткого периода времени, может вызвать непоправимый ущерб. Старые элементы могут быть сохранены для последующего использования с другими, которые использовались в течение аналогичного периода времени. Если возможно, перед снятием с каждого элемента следует снять показания напряжения и тока, а на клемме пометить увеличенное значение сопротивления, чтобы облегчить согласование в будущем.
Важно отметить, что значения сопротивления элементов при комнатной температуре не показывают их сопротивления при рабочей температуре, и измерения сопротивления всегда следует проводить при постоянной температуре выше 1000 ° C.
Различные типы нагревательных элементов никогда не должны работать в одной и той же электрической цепи, так как изменение скорости увеличения сопротивления вызовет перегрузку того или иного типа в зависимости от способа подключения.
Чтобы компенсировать увеличение сопротивления элемента, которое происходит при использовании, обычно предусматривается источник питания с регулируемым напряжением. Величина необходимого резерва напряжения будет зависеть от скорости увеличения сопротивления элементов и ожидаемого срока службы, но обычно составляет порядка 50–100% напряжения, необходимого для обеспечения полной мощности с новыми элементами.
Например, если для получения полной мощности с новыми элементами требуется 125 В, тогда потребуется диапазон напряжений 125–250 В для обеспечения 100% резерва напряжения и диапазон 125–187,5 В для обеспечения 50% резерва.
Если элементы должны работать в течение длительных периодов при температурах около 1400 ° C или выше, или если условия в печи таковы, что при более низкой температуре будет происходить чрезмерно высокая скорость увеличения сопротивления, то следует предусмотреть на 100% резерв напряжения. И наоборот, если температура элемента очень низкая или печь используется нечасто, запас напряжения 50% или меньше может оказаться достаточным.
Возврат к списку
