ТЭНы и твердотельные реле

[artistst]

Здравствуйте всем.
Задачка для размышления, может кто сталкивался. Сам сообразить не могу.
Имеется клеевая печка. У нее есть алюминиевая решетка, которая плавит клей. В решетке равномерно вставлены три ТЭНа по 1500 Вт. (одинаковые).
Также к среднему ТЭНУ прикручен термодатчик. Схема управления через твердотельные реле. Схема ниже.
Релюхи управляются ШИМом по термодатчику (есть мозги которые следят за сопротивлением датчика и формируют ШИМ).
Проблема в том что на максимальном режиме постоянно сгорает средний ТЭН в решетке. Выдерживает неделю. на частичных нагрузках все норм.
В чем может быть косяк? в релюхах или управлении, или самой схеме. Меня схема смущает. Я бы ноль точку ТЭНов заземлил и взял бы трехфазное реле.
Схема ниже:

[+]

ТЭНы.JPG

[pkl58]

Как вариант - средний ТЭН греет воздух. Слабый контакт с нагреваемым предметом и как следствие - перегрев ТЭНа.
Схема - нормальная, рабочая. Для трехфазного реле общую точку заземлять также нет необходимости.

[Jackson]

Причина может быть простой. Трёхфазная сеть, ТЭНы в треугольник извиняюсь - в Звезду. Тиристоры стоят в фазах "А" и "В", между которыми сдвиг 120 градусов, это значит что второй тиристор должен открываться с задержкой относительно первого на 1/3 периода, а у Вас они открываются одновременно, а закрываются наверное при переходе через "0" каждый в отдельности.
Плюс, ТЭН - это скорее всего катушка с намотанным греющим проводом, то есть индуктивность, которая может плохо относиться к Вашему ШИМ и перегреваться токами высших гармоник.

[Ryzhij]

Как вариант - средний ТЭН греет воздух.

Вполне может быть...

В дополнение в сказанному - среднюю точку можно не подключать к нейтрали до тех пор, пока ВСЕ ТЭНы одинаковые. Лучше всё-таки подключить к нейтрали и периодически контролировать там ток. Тока в идеале не должно быть )))
Правда, для этого придётся применять 3-фазное ТТР )))
Контрольные замеры должны показывать равное напряжение на ВСЕХ ТРЁХ нагревателях и равные падения напряжений на обеих ТТР. Между нейтралью и средней точкой ТЭНов напряжения быть не должно во включенном состоянии и 220VAC в отключенном., опять же в идеале.

Также к среднему ТЭНУ прикручен термодатчик...
Проблема в том что на максимальном режиме постоянно сгорает средний ТЭН в решетке.

Усугубляющим фактором может быть уход регулятора в насыщение и его "залипание" на максимуме.

[Jackson]

Это где там "треугольник"?!

Уже поправился. Звезда там.

[Ryzhij]

Тиристоры стоят в фазах "А" и "В", между которыми сдвиг 120 градусов, это значит что второй тиристор должен открываться с задержкой относительно первого на 1/3 периода, а у Вас они открываются одновременно, а закрываются наверное при переходе через "0" каждый в отдельности.

Тоже может быть, но ШИМ отличается от ИФУ как раз тем, что переключения идут целыми полупериодами (а лучше - периодами) при переходе через ноль

[Jackson]

И мы ещё не знаем, какой из всех ТЭНов является по факту средним. Говорят, на среднем ТЭНе датчик температуры стоит, а нарисован он ближе к фазе "С", позиционное обозначение собственное. Так что "право-лево" по схеме не определить.

Отправлено спустя 6 минут 18 секунд:

ШИМ отличается от ИФУ как раз тем, что переключения идут целыми полупериодами (а лучше - периодами) при переходе через ноль

Мы не знаем какой у автора там алгоритм забит. Каких только самоделок не довелось повидать.
Если так, то это и правда может быть проблемой, потому что когда подана команда "откл" и ШИМ отключен, тиристор в фазе "В" останется открытым до "0" после того как тиристор в фазе "А" уже закроется. Получаем обрыв фазы и перекос. Можно замерить ток нейтрали - он это продемонстрирует.

В похожих местах (тоже самоделки) я видел отдельные генераторы ШИМ для каждой фазы, а не один ШИМ для всех фаз. Кстати чаще видел тристоры в фазах "А" и "С" а не "В" - так конструктивно проще размещать. Тут же достаточно добавить задержку для фазы "В" и эта причина устранится.

Отправлено спустя 4 минуты 21 секунду:
Кстати подключение нейтрали в центр звезды тоже может устранить проблему - это исключит перекос.

[pkl58]

Можно замерить ток нейтрали - он это продемонстрирует.

В таком варианте схемы это не сделать. Токи по фазам можно, должны быть равны.

[alex45]

Как вариант - средний ТЭН греет воздух.

Скорее средний ТЭН перегревается не из-за того, что греет воздух, а из-за того, что с обоих сторон у него стоят другие ТЭНы, соответственно охлаждение хуже, и в любом случае у среднего ТЭНа температура будет выше.

[Ryzhij]

Скорее средний ТЭН перегревается не из-за того, что греет воздух, а из-за того, что с обоих сторон у него стоят другие ТЭНы, соответственно охлаждение хуже.

Во-первых, датчик температуры вроде как на нём и стоит, а во-вторых - так ТЭН нипочём не сжечь, охлаждение же идёт клеем (ЕСЛИ клей там есть).

[alex-tec]

Применял такую же схему для управления ТЭНами воздухонагревателей (вентиляция), ничего не перегорало. Т.е. в вашем случае скорее всего, как уже предположили выше, плохой контакт с поверхностью и локальный перегрев. Хорошо бы конечно сгоревшие ТЭНы посмотреть.

[artistst]

Вполне может быть...

В дополнение в сказанному - среднюю точку можно не подключать к нейтрали до тех пор, пока ВСЕ ТЭНы одинаковые.

Воздух греть не может, т.к. ТЭН пальчиковый и вставлен в отверстие посадочное (на термопасту). ТЭНы естественно не абсолютно одинаковые, имеют допуски. Сопротивление в н.у. от 39.5 ОМ до 41.2 ОМ

Усугубляющим фактором может быть уход регулятора в насыщение и его "залипание" на максимуме.

Кажется такое маловероятным. Система управления контроллирует текущую температуру и при привышении на 10 градусов вываливается в ошибку, все ТЭНы отключаются. Также есть механический датчик перегрева на 180 градусов (стоит снаружи, размыкает пластинки при перегреве)

Скорее средний ТЭН перегревается не из-за того, что греет воздух, а из-за того, что с обоих сторон у него стоят другие ТЭНы, соответственно охлаждение хуже, и в любом случае у среднего ТЭНа температура будет выше.

Вот я и не могу понять как он перегревается. Датчик температуры практически на нем меряет текущую температуру. Тут тогда уже крайние ТЭНы бы не догревались. К тому же вся система рассчитана на работу до 180 градусов, а работает на 140 градусах.
Приложил картинку как выглядит решетка и ТЭНы в ней, и термодатчик.

[+]

ТЭНы2.jpg

Отправлено спустя 5 минут 31 секунду:

Хорошо бы конечно сгоревшие ТЭНы посмотреть.

Вот фото сгоревшего ТЭНа.

[+]

ТЭН11.jpg

[alex-tec]

Вот фото сгоревшего ТЭНа.

Ближе к проводам явная зона перегрева. А датчик где стоит?

[Jackson]

В таком варианте схемы это не сделать.

Придется бросить 4й проводник и тогда всё получится.

Отправлено спустя 1 минуту 2 секунды:

Кажется такое маловероятным.

А является вполне вероятным.

[VaBo]

Не знаю, почему там что перегревается, но такая схемотехника - единственное правильное решение для связки ТЭН - ТТР. Дело в том, что при пробое на землю (99% для ТЭН-ов) через ТТР не пойдет ток к. з., просто сработает автомат.

[Jackson]

и поэтому эта схема единственно правильная? Все остальные, значит, совершенно неправильные. И пробой на корпус - это единственная неприятность, которая может случиться. А автомат в этом случае сработает только если нейтраль заземлённая, а других схем сети тоже, значит, не бывает.
Ну-ну....

[Ryzhij]

Придется бросить 4й проводник и тогда всё получится.

С ТТР только на двух фазах и постоянно включенным ТЭНом на третьей? Что-то мне это не очень нравится.... ;)
Реле надо менять на 3-фазное одновременно с такой переделкой.

Дело в том, что при пробое на землю (99% для ТЭН-ов) через ТТР не пойдет ток к. з., просто сработает автомат.

Достаточно ТТР перенести к точке звёзды )))

[VaBo]

Достаточно ТТР перенести к точке звёзды )))

Да, конечно, это я и имел в виду. Схему сослепу не рассмотрел...

[Serex]

Надо диаграмму строить, как при этом ШИМе токи протекают через ТЭНы.
Явно они не равномерно потекут. Если управляющий сигнал на обоих ТТР исчезает одновременно, что видно на схеме. То два ТЭНа будут на треть фазы работать дольше. Если дело в этом, то можно легко проверить, поменяв входящие фазы на ТТР местами.

[pkl58]

Тоже может быть, но ШИМ отличается от ИФУ как раз тем, что переключения идут целыми полупериодами (а лучше - периодами) при переходе через ноль

Треть полупериода одной фазы здесь совершенно не причем.

[Ryzhij]

Надо диаграмму строить, как при этом ШИМе токи протекают через ТЭНы.
Явно они не равномерно потекут. Если управляющий сигнал на обоих ТТР исчезает одновременно, что видно на схеме. То два ТЭНа будут на треть фазы работать дольше. Если дело в этом, то можно легко проверить, поменяв входящие фазы на ТТР местами.

Вы о чём, простите? Какая треть? Ясно же сказано - целыми периодами или полупериодами. В трёх фазах запутались?
При периоде ШИМ в 1 секунду при частоте сети 50 Герц дискретность управления мощностью целыми полупериодами составит 1%.
Этого мало? Или у нас инерционность нагревателя менее 1 секунды?
Откройте мануал на ТТР с переключением при переходе через ноль. Там диаграммы есть.

[paul-th]

Возможно одна из твердотелок тупо залипает во включенном состоянии, не раз было такое.

[Boris Parkhomenko]

А может просто снегом стать ТЭНы - фуфло? Изначально все были из нормальной партии, потом средний сгорел (ну не повезло ему - оказался "самым слабым звеном"). А все ТЭНы, которые ставили на замену - из бракованной партии.

[+]

— Не плоди сущностей! Не плоди сущностей, сука!
— Хорошо, хорошо, Оккам, только убери бритву!

[VaBo]

Возможно одна из твердотелок тупо залипает во включенном состоянии, не раз было такое.

Обычно это состояние называют "сгорела нафиг..."

[alex-tec]

А может просто снегом стать ТЭНы - фуфло? Изначально все были из нормальной партии, потом средний сгорел (ну не повезло ему - оказался "самым слабым звеном"). А все ТЭНы, которые ставили на замену - из бракованной партии.

[+]

— Не плоди сущностей! Не плоди сущностей, сука!
— Хорошо, хорошо, Оккам, только убери бритву!

Да, так тоже бывает!