Устройство и схемы подключения ТЭН. Часть 2
15 Дек 2017г | Раздел: Электрика
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем знакомиться с трубчатыми электрическими нагревателями (ТЭН). В первой части мы рассмотрели устройство и включение нагревателей в однофазную электрическую сеть, а в этой части рассмотрим включение нагревателей в трехфазную сеть.
Для включения в трехфазную электрическую сеть применяют ТЭНы с рабочим напряжением 220 и 380 В. Нагреватели с рабочим напряжением 220 В включают по схеме «звезда», а нагреватели с напряжением 380 В включают по схеме «звезда» и «треугольник».
3.1. Схемы соединения звездой.
Рассмотрим схему соединения звездой, составленную из трех нагревателей.
На вывод 2 каждого нагревателя подается соответствующая фаза. Выводы 1 соединены вместе и образуют общую точку, называемую нулевой или нейтральной, и такая схема соединения нагрузки называется трехпроводной.
Включение по трехпроводной схеме используется, когда нагреватели или любая другая нагрузка рассчитаны на рабочее напряжение 380 В. На рисунке ниже показана монтажная схема трехпроводного включения нагревателей в трехфазную электрическую сеть, где подача и отключение напряжения осуществляется трехполюсным автоматическим выключателем.
В этой схеме на правые выводы нагревателей подаются соответствующие фазы А, В и С, а левые выводы соединены в нулевую точку. Между нулевой точкой и правыми выводами нагревателей напряжение составляет 220 В.
Помимо трехпроводной схемы существует четырехпроводная, которая предполагает включение в трехфазную сеть нагрузки с рабочим напряжением 220 В. При таком включении нулевую точку нагрузки соединяют с нулевой точкой источника напряжения.
В этой схеме на правые выводы нагревателей подается соответствующая фаза, а левые выводы соединены в одну точку, которая подключена к нулевой шине источника напряжения.
Между нулевой точкой и выводами нагревателей напряжение составляет 220 В.
Если необходимо, чтобы нагрузка полностью отключалась от электрической сети, то применяют автоматы «3+N» или «3Р+N», у которых включаются и отключаются все четыре силовых контакта.
3.2. Схемы соединения треугольником.
При соединении треугольником выводы нагревателей соединяют последовательно друг с другом. Рассмотрим схему включения трех нагревателей: вывод 1 нагревателя №1 соединяется с выводом 1 нагревателя №2; вывод 2 нагревателя №2 соединяется с выводом 2 нагревателя №3; вывод 2 нагревателя №1 соединяется с выводом 1 нагревателя №3. В итоге получилось три плеча – «а», «б», «с».
Теперь на каждое плечо подаем фазу: на плечо «
3.3. Схема «нагреватель — термореле — контактор».
Рассмотрим пример схемы регулирования температуры.
Данная схема составлена из трехполюсного автоматического выключателя, контактора, термореле и трех нагревателей, включенных звездой.
Фазы А, В и С от выходных клемм автомата поступают на вход силовых контактов контактора и постоянно дежурят на них. К выходным силовым контактам контактора подключены левые выводы ТЭНов, а правые выводы соединены вместе и образуют нулевую точку, подключенную к нулевой шине.
С выходной клеммы автомата фаза А поступает на клемму питания термореле А1 и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта К1 и постоянно дежурит на нем. Правый вывод контакта К1 соединен с выводом А1 катушки контактора.
Ноль N с нулевой шины поступает на вывод А2 катушки контактора и перемычкой перебрасывается на питающую клемму А2 термореле. Датчик температуры подключается к клеммам Т1 и Т2 термореле.
В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1 разомкнут, контактор обесточен и его силовые контакты разомкнуты.
При опускании температуры ниже заданного значения от датчика приходит сигнал и реле замыкает контакт К1. Через замкнутый контакт К1 фаза А поступает на вывод А1 катушки контактора, контактор срабатывает и его силовые контакты замыкаются. Фазы А, В и С поступают на соответствующие выводы нагревателей и нагреватели начинают греться.
При достижении заданной температуры от датчика опять приходит сигнал и реле дает команду на размыкание контакта К1. Контакт К1
Следующий вариант схемы включения нагревателей отличается лишь применением трехполюсного автомата с отключающимися тремя фазными и нулевым силовыми контактами.
Чтобы не нагружать силовую клемму автомата необходимо предусмотреть нулевую шинку, на которой будут собираться все нули. Шинку устанавливают рядом с элементами схемы, и уже от нее тянут нулевой проводник к четвертой клемме автоматического выключателя.
При подключении ТЭН в трехфазную сеть, для равномерного распределения нагрузки по фазам, необходимо учитывать общую мощность нагрузки по каждой фазе, которая должна быть одинаковой.
Вот мы и рассмотрели две основные схемы соединения нагревателей применяемых в трехфазной электрической сети.
Теперь нам только осталось рассмотреть возможные неисправности и способы проверки ТЭН.
На этом пока закончим.
Удачи!
Типы подключения ТЭНов к электросети :: ЭлнаТЭН
Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) — самый популярный тип нагревательных элементов как в промышленности, так и в бытовых приборах. Любой тип трубчатого нагревателя может подключаться к однофазной или к трехфазной сети.
Нагревательные элементы, у которых рабочее напряжение рассчитано на сеть 220 Вольт подключают по типу «звезда», а устройства с напряжением 380 Вольт могут подключаться к сети по типу «звезда» и «треугольник».
Подключения нагревателей по схеме «звезда»
В качестве примера приведем подключение по схеме «звезда» с тремя электронагревателями. Таким способом можно подключать сухие ТЭНы с четырьмя болтами выводов и блоки ТЭН ТЭНБ.
Данная схема предполагает подсоединение к соответствующей фазе каждого второго вывода нагревателя. Каждый первый вывод нагревателей соединены между собой, что способствует образованию общей точки, которая в свою очередь определяется, как нулевая. Соединённая нагрузка — трехпроводная.
Подключая ТЭНы таким образом, мы получаем значение напряжения электропитания на каждом электротэне между подключением к сети и нейтральной точкой равное 220 В.
В приведенной схеме можно увидеть, что выводы нагревателей справа подсоединены к фазам А, В, С. Выводы, которые находятся слева — соединяются в общей нейтральной точке. Рабочее напряжение между выводами справа и нейтральной точкой равно 220 Вольт.
Также есть вариант подключения к трехфазной сети «звезда», который использует четырехпроводную схему.
При таком способе применяют трехфазное питание с напряжением 230В, а нулевую точку подают на нейтраль источника электропитания.
Тут так же, как и в предыдущем случае, одни выводы соединяются в нулевую точку, а другие подводятся к трехфазной сети. Если соединение с нулевой точкой передавать на нулевую шину источника электропитания, мы получим на каждом нагревателе между питанием и нулем напряжение в 220-230В.
Когда возникает необходимость в полном отключении питания на нагреватели, нужно применять выключатели типа 3+n или же 3р+n, способные функционировать в автоматическом режиме. Автоматы данного типа могут использоваться для полного перевода всех силовых электроконтактов на полностью автоматический рабочий режим.
Подключение нагревателей по схеме «звезда» на примере электрокотла
Тэны обладают высокой мощностью, поэтому провода питания должны с ними соединяться надежно. Здесь важно соблюдать схему подсоединения проводов к контактным выводам нагревателей строго по инструкции.
Подключая фазные провода к выводам электронагревателей, следует в первую очередь накрутить гайку м4. Далее необходимо наложить шайбу и установить кольцевой наконечник провода питания. Следующим шагом снова накладывается шайба, а сверху на нее ложится пружинная шайба-гровер – все это зажимается гайкой м4.
Провод, который будет подключен к нейтральной фазе, затягивается болтом м8. Он будет располагаться в перемычке между контактами отверстий нагревателя.
После подключения проводов следует провести заземление корпуса нагревателя и проводов подключения ТЭНа. Обычно, в стандартных электрокотлах, болт заземления располагается с левой стороны около блока с ТЭНами. В качестве защитного заземлителя можно использовать отдельный проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов или взять его с клеммы заземления управляющего блока.
Если вы сделали все в четком соответствии инструкции, подключение блок Тэна электрокотла можно считать завершенным.
Подключение нагревателей по схеме «треугольник»
Данная схема подразумевает соединение выводов ТЭНа поочередно.
При данном варианте нагреватели соединяются между собой последовательно. У нас в итоге должно сформироваться три плеча для фазы А, В и С.
Для примера:
- Для А фазы – соединяем первый вывод ТЭНа №1 и первый вывод ТЭНа №2
- Для В фазы – соединяем второй вывод ТЭНа №2 и второй вывод ТЭНа №3
- Для С фазы – соединяем второй вывод ТЭНа №1 и первый вывод ТЭНа №3
Подключение нагревательного блока по схеме «звезда» и «треугольник»
Существуют нагреватели, которые изготавливаются сразу для трехфазной сети, например блок-ТЭНы. Способ их подключения зависит от рассчитанного напряжения по схеме «звезда» или «треугольник». При подключении по схеме «треугольник» подразумевается соединение трех нагревательных единиц, у которых сопротивления равны и на каждый будет подано напряжение 380 Вольт. Схема «звезда» с наличием нулевого провода подробно расписана выше и предназначается для подачи на каждый потребитель напряжения 220 Вольт.
Зависимость мощности и температуры нагревателей от типа схемы подключения
Мощность нагревателя – это очень важный параметр, на который многие покупатели ориентируются при покупке ТЭНа. По сути же мощность ТЭНа зависит только от показателя сопротивления греющей спирали. Конечно же, если не использовать трансформаторы и питание от определенной сети будет постоянным. Данное свойство зависимости можно легко вычислить, воспользовавшись простой формулой из курса физики:
Мощность (P) = Напряжение (U) * Сила тока (I)
В данном случае за величину напряжения берем разницу потенциалов между выводами электрического ТЭНа, а силу тока нужно измерять ту, которая будет протекать по греющей спирали.
Силу тока можно вычислить по формуле I=U/R, где R – электрическое сопротивление нагревательной спирали. Теперь подставим данное значение в формулу мощности, и получится, что мощность ТЭНа зависит только от напряжения и сопротивления.
Таким образом, делаем вывод, что при постоянном напряжении сети питания мощность электронагревателя будет меняться только при изменении сопротивления.
Значение сопротивления резистивного элемента в основной массе нагревателей имеет прямую зависимость от значения выделения температуры. Но в нагревателях с нихромовой или фехралевой спиралью, к примеру, в пределах сотни-другой градусов сопротивление практически не изменяется.
В ситуации с высокотемпературными нагревателями из карбида кремния картина будет совсем другой. В высокотемпературных нагревателях с увеличением температуры сопротивление падает очень значительно в пределах от 5 до 0,5 Ом, что делает их очень выгодными с точки зрения потребления электроэнергии в печах.
Если у вас остались вопросы свяжитесь с нами, и наши инженеры проконсультируют Вас.
Методы подключения нагревательных элементовSuzhou Reheatek Electrical Technology Co.,Ltd.
В промышленности многие нагревательные элементы обычно используются группами.
Вопрос о том, как подключить эти нагревательные элементы для достижения необходимого нагревательного эффекта, становится предметом беспокойства.
1. При подключении нагревательных элементов не требуется различать положительные и отрицательные полюса.
Основным нагревательным элементом электрических нагревателей является резистивная проволока (обычно никель-хромовый сплав — Ni80Cr20), которая является резистивным элементом, поэтому нет различия между положительным и отрицательным полюсами.
2.
Значение сопротивления нагревательных элементов фиксировано.
Значение сопротивления = Номинальное напряжение * Номинальное напряжение / Номинальная мощность
(Номинальное напряжение и мощность подтверждены, значение сопротивления может быть зафиксировано по напряжению и мощности.)
Фактическая мощность = Рабочее напряжение * Рабочее напряжение / Значение сопротивления
Исходя из приведенной выше формулы, рабочее напряжение изменяет фактическую мощность.
Неправильное входное напряжение приведет к выходу из строя нагревательных элементов и проблемам с безопасностью. Пожалуйста, всегда используйте нагреватели с номинальным напряжением.
1. Последовательное соединение
Последовательное соединение является одним из основных типов проводки, просто соедините нагреватели встык, как показано на рисунке выше.
При последовательном соединении каждый нагревательный элемент имеет одинаковый ток (ток = значение напряжения / сопротивления). Если несколько элементов с разным значением сопротивления соединены последовательно, напряжение для одного элемента = ток * значение сопротивления элемента.
2. Параллельное соединение
Соедините один конец каждого нагревателя вместе, а затем другой конец, как показано на рисунке выше.
При параллельном соединении каждый нагреватель имеет одинаковое напряжение и разный ток в зависимости от значения сопротивления. Например, как показано на рисунке, ток в элементе A = значение напряжения / сопротивления A.
3. Соединение Y (соединение звездой)
Соединение звездой — это соединение, используемое в трехфазном источнике питания переменного тока.
Соединение звездой предназначено для подключения одного конца каждого нагревателя к общему соединению, а другого конца к отдельной клемме, как показано на рисунке выше в U, V и W.
При соединении звездой линейный ток равен фазному току, а фазное напряжение в √3 раза превышает линейное напряжение.
4. Соединение треугольником (сетчатое соединение)
Соединение треугольником также используется в трехфазном питании переменного тока.
Чтобы получить соединение треугольником, каждый нагревательный элемент соединяется встык, затем три общие точки U, V и W образуют три фазы. Соединение треугольником не имеет нейтральной точки и не может вести к нейтральной линии, поэтому существует только трехфазная трехпроводная система. В трехфазной системе с соединением треугольником линейное напряжение совпадает с фазным напряжением, а линейный ток равен √3 фазному току.
Сложнее рассчитать текущую или фактическую мощность нагревательных элементов с разной мощностью (разным значением сопротивления), когда они используются в трехфазном напряжении.
Официальный веб-сайт REheatek предоставляет техническую поддержку для самостоятельного расчета, как показано ниже:
Веб-сайт: www.
reheatek.com → Поддержка → Расчет → Расчет трехфазной звезды/треугольника.
Пожалуйста, сообщите отделу продаж REheatek или разработчику метод подключения до настройки нагревательных элементов.
Меры предосторожности: Используйте нагревательные элементы с номинальным напряжением.
Неправильное напряжение изменяет мощность, что приводит к выходу из строя нагревателя или тяжелым авариям.
Перед эксплуатацией обратите внимание на номинальное напряжение нагревателя. Например, в Китае стандартное трехфазное напряжение составляет 380 В. Если номинальное напряжение нагревательных элементов 380В, то нагреватели должны быть подключены треугольником. Если номинальное напряжение 220 В, то это должно быть соединение Y (соединение звездой).
электропитание — Работа отопителя на двух линиях электропередач, где вторая линия переключается на основную линию
У меня есть водонагреватель мощностью 6 кВт.
«Нагревательный элемент» состоит из 3 нагревательных элементов, соединенных последовательно для однофазного использования.
Я хотел бы включить два из этих нагревательных элементов на одну фазу, а третий на вторую фазу, чтобы уменьшить максимальную нагрузку на одну фазу (из-за 3 x 25A общего подключения дома). Так как обогреватель рассчитан на 230В, я не могу просто подключить обогреватель к 3-х фазному электричеству.
Какой электронный модуль (диод?) можно безопасно использовать для переключения 3-го ТЭНа 2кВт при включении и выключении первых двух? Так что я могу продолжать использовать оригинальный блок управления нагревателя, но 3-й нагревательный элемент работает на независимом кабеле + фаза.
Установкой будет заниматься профессиональный электрик, возможно у него будет свое простое решение, пока не знаю. Я просто хочу иметь предложение для экономически эффективного решения под рукой. Конечно, для электрика самым простым решением является установка 1-фазной линии электропередач на 40А, но для меня это решение довольно дорогое, так как в этом случае приходится модернизировать подключение к дому и прокладывать новый магистральный кабель.
РЕДАКТИРОВАТЬ/ОБНОВИТЬ: 3 нагревательных элемента подключены параллельно, хотя нагреватель является устройством на 230 В, но его контроллер имеет только 4-контактный входной разъем ( L L N N ). Еще я хочу, чтобы один из трех ТЭНов был подключен к отдельной фазе, чтобы снизить нагрузку на одну фазу. Но этот третий нагревательный элемент все равно должен работать по контроллеру — поэтому включаться и выключаться, когда контроллер включает и выключать первые два элемента.
Правильно ли я понимаю, что я могу просто подключить две фазы к основному входному разъему, на котором написано N N L L (см. 2. рисунок в верхнем правом углу)? Может ли это как-то повлиять на блок управления?
Изменить: добавлена диаграмма из руководства, но не верьте тому, что там написано, потому что эта же модель также доступна в виде трехфазной модели, поэтому я думаю, что диаграмма не редактировалась для двух версий.
РЕДАКТИРОВАТЬ: Итак, я хочу пойти по 3-фазному пути.
Я переместил некоторые кабели в соответствии со схемой для 3-фазного использования (см. фото). Однако осталось несколько вопросов:
Использовать ли 3-фазное соединение с одной нейтралью или безопаснее использовать 3 изолированные фазы, каждая из которых имеет свою нейтраль?
Поскольку это не двигатель, имеет ли значение, в какой последовательности соединены фазы?
Я хотел определить, какие два разъема нагревательного элемента принадлежат друг другу. Я думал, что просто измеряю сопротивление, и пары с сопротивлением ниже бесконечности будут моими парами — НО я измеряю измеримое небольшое сопротивление между любыми двумя из шести соединений нагревательных элементов. Если я измерю сопротивление между любым входом питания и любым из разъемов N, я получу сопротивление около 28 Ом, но когда я измерю сопротивление между двумя входными разъемами питания, сопротивление составит около 50 Ом, чего я и ожидал. это будет бесконечность. С этим все в порядке или это устройство плохо изолировано?
Итак, как определить, какие два соединения нагревательных элементов принадлежат друг другу?
Редактировать: просмотрел руководство — нашел это «выберите правильный нагреватель (220 В или 380 В).