它们的主要成分是碳化物硅碳棒电热元件。塑料成型用作制造方法,成品浸泡在硅合金中,以产生冷输出。同时,工作部件的比电阻显著增加。
碳化硅加热器的优点包括:
耐腐蚀、抗氧化工艺;
无变形;
最高加热温度为15,000°C;
无需长时间停止炉子即可快速更换失效的元件;
最低用电量;
能够调节炉子的加热温度。
还必须强调,碳化硅加热器可以垂直和水平安装。它们能够在连续或圆柱形模式下工作。如果需要 14,000°C 的工作温度,则首选第一个选项。
将单个加热器连接到单个电路
在大容量的炉子中,一个加热元件可能不足以产生所需的条件。如果同时连接多个连接,它们可以并行和一致地放置。
第一个选项被认为是最佳的。如果电阻发生变化,则总使用寿命只会增加。在单个元件串联的情况下,电阻调整会导致使用寿命缩短。如果没有串行连接,建议将多达四个元素连接到一个电路中。
一个不可改变的条件是协调电阻值。如果炉子在超过 14,000°C 的温度下工作,则始终连接不超过两个组件,并创建适当的碳硅加热器电源。
为了同时连接多个相同类型的元素,并行和串行连接组合在一起。
串行排列的产品链并行连接到单个网络,以便在其中一个组发生故障时不会发生重大过载。
连接加热元件时,需要考虑以下几点:
串行连接时,同一组中必须有原始电阻最大为 +5% 的元素。如果选择并行关系图,电阻的散射率可能高达 10%。
如果新网络的一个组件发生故障,则将其更换为电阻高于其他电阻的加热器。
如果电路在几个月前连接,并始终处于运行状态,则当一个元件发生故障时,整个区域将发生变化。
在电阻磨损部分具有相同特性的整个碳硅加热器,可进一步使用,将它们连接到一个网络中。不建议与来自不同制造商的产品共享。原因是不同的"过时"速度。根据连接方式,将在不同元素上发生拥塞。
在考虑碳硅加热器的可能电源之前,必须注意,在任何情况下都需要电压储备。它由计划寿命和元素的"老化"速度决定。标准库存至少为 50%。如果烤箱在超过 14,000°C 的连续模式下运行,则库存至少为 100%。
碳硅加热器的电源
不仅单个元件和电路的工作特性,而且整个炉子的性能都由所选电源选项的参数决定。重要的是,不要让错误,使整个设计工作尽可能长的时间。
目前使用以下类型的电源:
可调电力变压器。
暴君的方块此选项分为相位和脉冲启用。
组合方案。
直接连接到电网。
让我们进一步关注每个选项。
可调功率变压器
变电站可以连续或阶梯式进行调节。第一种选择建议用于用于研究目的的小炉子,用于大学实验室。如果输出是阶梯式的,则连续级之间的差值必须至少为 7%。此选项的范围更广,被认为更经济。
但与此同时,变压器仍然是最昂贵的电力来源。如果拒绝与晶闸管协同工作,则阶梯输出装置将仅控制烤箱的开/关过程。
虹膜连接
主要优点是能够在连续模式下调节功率。温度控制是按比例的积分差分。但也有一个缺点 - 增加功率。如果企业没有自己的变电站,共享电网将超载运行。
如果根据技术记录,需要超过 50% 的电压,则仅使用滴定控制为碳硅加热器供电是不切实际的。最好与变压器一起使用。它仅用于调节低温炉(包括实验室炉)的操作。主要条件是单个部件的电阻必须以低速变化。
我们不应忘记,晶闸管只向一个方向流动。如果需要双向传输,则不同方向的晶闸管将交点安装。为了从功率放大器级联打开元件,提供特殊的脉冲。作为一种选择,开机的发起者可能是温度控制器。
闭合回路有助于补偿晶闸管中的电压差和负载。它可以控制电流、电压或有源功率。对于碳化硅加热器,建议使用电压控制。在电流或电压控制下,如果电阻在某个时间点上升,则极有可能损坏单个部件。
在选择碳硅加热器的电源时,请记住,使用相位或脉冲调节器来启用晶闸管调节器。在第一种情况下,每个滴度器在半循环电源中最多打开一次。一旦循环中间接近,滴度器的电源就会停止。这会导致进给正弦波被分解。因此,负载只接收一小部分电压。如果需要控制和调节加热元件输入的电压,则改变破折号的"点火"角度。这在一定程度上最大限度地降低了网络组件的自然磨损影响。
为了防止滴定仪在过载时发生故障,请安装电流限制器。他们的任务是将电流保持在一定限度内。请务必了解,由于存在过热的重大风险,不能在进给元件输入处安装相同的保护系统来控制功率。
另外,值得一提的是相位内含物的缺点。一方面,它允许调节电压,而不会有波动和跳跃。另一方面,它成为无线电干扰的原因。在一些国家,碳化硅加热器的相位电源调节要么完全禁止,要么受到相当大的限制。
脉冲调节假定电阻器打开的不是半个周期,而是多个周期。然后,它们保持在关闭位置的几个间隔。这最终导致对加热部件的功率输入受到限制。
组合方案
由于仅使用晶闸电路受多种条件的限制,因此它们与具有 2 或 3 级的变压器相结合。中间过渡由晶闸管提供。目标是在应力下创建一个障碍。晶闸管配置为变压器的轮廓之一:主电路或辅助电路。
这最终延长了加热元件的使用寿命。
重要时刻!无法将正在运行的炉子转换为组合方案。这个选项最初是在想法阶段放在项目中。
将加热元件直接连接到电网
现有的法规并不禁止将碳化硅加热器直接连接到电网。基本要求是存在阻力库存。电压差不应导致加热元件的负载增加。
另一个要求涉及初始功率的输出。它必须高于电炉的特性。这是为了补偿单个部件的磨损。但与此同时,还有另一个问题。为了分配剩余的功率,必须增加加热器的数量。在某些情况下,在固定零件磨损后,部件的链条会重新形成。但这种方法相当昂贵。因此,直接连接到电网作为碳硅加热器的电源几乎不适用。例外情况是温度不超过 11,000°C 的炉子。