Регулятор напряжения - это электроприбор, который создает и поддерживает фиксированное выходное напряжение независимо от изменений входного напряжения или условий нагрузки. Регуляторы напряжения поддерживают напряжение источника питания в диапазоне, совместимом с подключенными электрическими компонентами.
Наиболее известными и популярными на текущий момент являются два вида регуляторов напряжения для нагревательных систем – релейного и тиристорного типа. В данной статье мы опишем особенности использования обоих типов с технической и экономической точки зрения.
Релейные регуляторы напряжения используют простой метод размыкания или замыкания контакта реле, который подает питание на электронагреватель. Регуляторы релейно-контактного типа получили высокую популярность благодаря простоте и низкой стоимости, которые являются основными преимуществами данного типа контроллеров напряжения.
Рисунок 1 Регулирование напряжения релейного типа. Зависимость изменения температуры от переключения контакта реле.
В нагревательных системах использование релейных регуляторов напряжения будет приводить к периодическим изменениям температуры в определенном диапазоне относительно средней оптимальной температуры нагрева. Если напряжение относительно стабильно, то использование релейных регуляторов вполне допустимо. Однако при определенной частоте или высокой степени инерционности таких замыканий-размыканий контакта, скачки температуры могут принимать слишком большие значения, которые будут очень негативно сказываться на эффективности нагрева.
Однако не все так плохо. При использовании релейных регуляторов в нагревательных системах можно воспользоваться несколькими методами для максимального уменьшения диапазона колебаний температуры, вырабатываемой нагревателями.
Увеличить частоту переключения. Если контакты будут включаться достаточно часто, то нагреватель не успеет сильно остыть и перепады температуры в его работе будут незначительными. Однако частое переключение может привести к тому, что механическое реле быстро выйдет из строя, так как контакты будут изнашиваться. В таком случае придется довольно часто менять и ремонтировать управляющее устройство.
Многоступенчатое регулирование. Можно нагреватели подключить параллельным соединением и для регулировки напряжения на каждый элемент подавать питание отдельно при помощи своего переключателя. В теории количество таких нагревателей с переключателями может быть сколько угодно, однако в реальных условиях обычно используют от 3 до 6 ступеней, поскольку слишком большое их количество приведет к излишней громоздкости конструкции.
Как вы уже поняли, релейные регуляторы напряжения, даже не смотря на способы оптимизации, могут подходить лишь для тех задач по нагреву, где не нужна очень высокая точность вырабатываемой температуры от нагревателей.
Также не стоит забывать о такой проблеме, как ограничение пускового тока электронагревателя. Ведь большинство нагревательных элементов из нихрома и фехраля значительно увеличивают сопротивление при нагреве, а в холодном состоянии электрическое сопротивление будет гораздо ниже. Если подавать на нагреватель в начале нагрева полное сетевое напряжение, он очень быстро нагреется, но не успеют выделить все тепло в окружающую среду из-за тепловой инерции. Из-за этого будет происходить перегрев элемента, что приведет к существенному уменьшению срока эксплуатации.
Если же применять релейный регулятор для подключенных через трансформатор нагрузок, то при подаче полного напряжения питания на тернсформатор мы получим большую амплитуду тока намагничивания, а это приведет к скачкам или падениям напряжения во всей сети.
Тиристорные регуляторы в основе своей имеют тиристоры – твердотельные полупроводниковые элементы с четырьмя слоями материалов. Применение тиристорных регуляторов может решить все вышеописанные проблемы с релейными контроллерами напряжения.
Рисунок 2 Тиристорное регулирование напряжения
Большая точность. Благодаря тому, что тиристоры способны производить коммутацию с частотой электросети (а именно около ста раз в секунду, дважды за один период сетевого напряжения), они могут обеспечить довольно высокий уровень быстродействия. Этого достаточно для того, чтобы температура от нагревателей при использовании тиристорных регуляторов поддерживалась с точностью до десятых частей градуса.
Пусковые токи. Благодаря фазо-импульсному управлению тиристорами проблема повышенных пусковых токов на нагревателях и токов намагничивания трансформаторов в системе может быть решена. Тиристорные регуляторы ограничивают пусковые токи для безопасности системы нагрева.
Экономия электричества. Более точная регулировка температуры позволит уменьшить расход электроэнергии на нагрев.
Больший срок службы. В тиристорных регуляторах нет механических компонентов, как в реле, поэтому нет такого быстрого износа, и не так часто требуется обслуживание и ремонт.
Однозначно, тиристорные регуляторы более точные, более надежные и позволяют сэкономить на потреблении электроэнергии, однако они значительно дороже, чем релейные регуляторы. Однако, в долгосрочной перспективе, использование тиристорных регуляторов окупится в несколько раз, так как уменьшится износ нагревателей, обеспечится более точное регулирование температуры, сократится расход электроэнергии и не надо будет постоянно заменять сам регулятор напряжения, так как срок службы у тиристорных контроллеров намного выше, чем у релейных.
В компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ вы можетекупить надежные и недорогие тиристорные регуляторы напряжения SCR, которые помогут вам обеспечить эффективную работу электронагревателей. Если у вас есть вопросы, пишите их нам на электронный ящик или просто звоните по телефону прямо сейчас и получите квалифицированную консультацию по регулированию напряжения в нагревательных системах от наших специалистов.
Возврат к списку
