Forno Elettrico Per Microfusioni

[Marco.mar]

Buongiorno a tutti, visto la mia poca esperienza in materia chiedo a voi.

Mi chiedono di comandare dei gruppi di resistenze elettriche in filo di Kanthal mediante

SCR, ogni pacco di resistenze è composto da 6 resistenze da5555W 70V collegate in serie

a coppie poi chiuse a stella (sistema trifase). Il plc mediante input analogici e termocoppie gestisce la

tamperatura di lavoro (1300°C).

Due domande:

immagino gli SCR servano visto le correnti in gioco, potete darmi dei consigli su quale tipo

utilizzare ed eventualmente uno schema d'esempio?

E' necessario prevedere particolari sicurezze sul controllo delle resistenze (oltre a quelle classiche)?

Grazie

Marco

[Mardock]

ogni pacco di resistenze è composto da 6 resistenze da5555W 70V collegate in serie

a coppie poi chiuse a stella (sistema trifase).

Parli di resistenze da 5555 W da 70V e di sistema trifase.. ma non specifichi con quale tensione alimenterai il tutto...

E' necessario prevedere particolari sicurezze sul controllo delle resistenze (oltre a quelle classiche)?

A quali sicurezze "classiche" ti riferisci?

Saluti

[Marco.mar]

buongiorno,

l'alimentazione di rete è 400V 50Hz, scusate se non lho specificato ma dovrò

predisporre 1 o più trasformatori trifasi con uscita adeguata, direi 240V

visto che sono 2 resistenze da 70V in serie per fase (140V),

tre gruppi di queste resistenze collegati da un capo le tre fasi e chiuse a stella dall'altro.

Discorso un po contorto, Non so se sono stato chiaro.

Per sicurezze itendevo fusibili o interruttori automatici di protezione

sulle resistenze e sui trasformatori per il cortocircuito, per altre sicurezze pensavo se è necessario

anche un controllo (se esiste) su eventuale interruzzione di una o più resistenze

Marco

[PocoEsperto]

Buongiorno, ci sono alcuni punti che non mi sono chiari, nel primo post si parla di: "ogni pacco di resistenze è composto da 6 resistenze" e nell'ultimo sembrano essere: "sono 2 resistenze da 70V in serie".

In ogni caso tornando alle tue domande per gli SCR devi scegliere un modello che sia in grado di sopportare una corrente almeno di 5555/70 = 80A tenendo conto di margini di sicurezza direi almeno 120A trovati gli SCR (puoi vedere sui diversi cataloghi online di RS, Distrelec, Farnell, ecc.) Sul datasheet stesso dell'SCR ci sono degli schemi applicativi.

Per la seconda domanda riguardo alle sicurezze, dovresti integrare sicuramente un circuito di Soft-start perché la resistenza ohmica delle resistenze è più bassa della resistenza ohmica alla temperatura di lavoro, con la conseguenza che la corrente allo "spunto" sarebbe molto più intensa.

Un altro controllo che dovresti integrare è quello della misura (e controllo) della tensione su ogni singola resistenza, poiché soprattutto per quel tipo di resistenze potrebbero esserci differenze ohmiche tra le resistenze dello stesso gruppo con la conseguenza che la tensione (e quindi la potenza) non si distribuirebbe equamente sulle resistenze e potrebbe portare a distruzione prematura una delle resistenze del gruppo...

Saluti e buon lavoro

[Livio Orsini]

Procedura.

Dimensionare Gli SCR per tensione e corrente (>100A) e, soprattutto, il loro dissipatore.

Dimensionare in tensione e potenza l'auto trasformatore di alimentazione.

Per le protezioni.

Indispensabili: contattore di inserzione trasformatore, fusibili sul primario e fusibile extrarapido in serie ad ogni SCR.

[Marco.mar]

buongiorno, in effetti avevo il dubbio di non essermi spiegato bene,

il pacco è composto da sei resistenze diviso in tre gruppi di due resistenze

collegate in serie fra loro, a questi 3 gruppi da un lato vengono collegate le fasi in uscita

dal trasformatore (passando dall'SCR) dall'altro lato vengono chiusi a stella, questo è il pacco di 6 resistenze.

Per quanto riguarda i controlli sulle tensioni ai capi delle resistenze fisicamente come è

più semplice farlo?

Pensavo un'altra cosa se collego il neutro al centro stella non si evita un eventuale squilibrio

con conseguente rottura delle resistenze?

In caso venga omesso il soft-start l'SCR ne potrebbe risentire anche se sovradimensionato?

Una ultima cosa gli SCR vanno protetti sia a monte che a valle?

Scusate e grazie a entrambi per i preziosi consigli

Marco

[PocoEsperto]

1) Per controllo della tensione intendevo un circuito (più o meno complesso) che misurasse costantemente la tensione su ogni singola resistenza e comandasse lo "sgancio" dei contattori nel caso in cui su una delle resistenze la tensione fosse molto più alta dei 70V previsti.

2) Per squilibrio non intendevo del carico trifase ma tra le due resistenze in serie. Per esempio se una resistenza fosse ohmicamente di 8hm e l'altra di 10ohm...

3) puoi evitare il circuito di soft start e sovradimensionare ma dovresti fare due conti anche su cosa è più economicamente conveniente, cioè SCR più potenti o un circuito in più...

4) non ho ben capito la domanda, nel senso che ovviamente non devi proteggere l'scr a monte ed a valle... ma a monte di tutto ci saranno delle protezioni, ed a valle delle altre... cioè non è che ci va un fusibile sia a monte che a valle dei terminali dell SCR.

Saluti

[Livio Orsini]

Una ultima cosa gli SCR vanno protetti sia a monte che a valle?

Forse non hai letto con attenzione quanto ti ho scritto nel messaggio precedente. Ogni SCR deve essere protetto da un fusibile extrarapido. Il fusibile è in serie allo SCR, quindi non ha importanza sia immediataemnte prima o immediataemnte dopo. Essendo in serie la corrente che lo attraversa è identica a quella che attraversa lo SCR ed il suo carico.

In caso venga omesso il soft-start l'SCR ne potrebbe risentire anche se sovradimensionato?

Il carico si può considerare quasi esclusivamente resistivo, quindi non ci sono significativi fenomeni di extracorrenti di transitorio.

In queste regolazioni si usa la tencica "burst" o a pacchetti. In altri termini si mette in conduzione lo SCR per un certo periodo e lo si apre per un altro, realizzando così una sorta di regolazione PWM. Ipotizzando, ad esempio, un periodo di 10" si avrà, inizialmente, lo SCR sempre in conduzione sino al raggiungimento di un certo valore di temperatura. Poi, man mano che la temperatura si avvicina al valore di set point, lo SCR condurrà per 9.5" su 10", 9" su 10", 8.5" su 10" e così via.

[Marco.mar]

Grazie ancora dei consigli e scusate la mia ignoranza

Buona giornata

Marco

[Livio Orsini]

Grazie ancora dei consigli e scusate la mia ignoranza

Tutti siamo ignoranti. Il forum esiste proprio per condividere esperienze e conoscenze. Tienici aggiornati sul prosieguo della tua applicazione, in modo che anche altri possano condividere esperienze ec conoscenze.

[Mardock]

Metto altra carne al fuoco sperando di non dire fesserie o comunque dare consigli errati.. In casi questi, dove le correnti in gioco sono importanti, tieni presente che le commutazioni dei SCR vanno fatte in zero-crossing onde ovitare la generazione di una marea di disturbi... vale a dire: scordati di fare la parzializzazione della sinusoide!!!!!...

Ma le resistenze da 5555W a 70V sono un vincolo progettuale?... non vale la pena riporgettarle?.. e fare direttamente un forno a 400V 3N senza autotrasfo?.. o sono esecuzioni particolari? (...parli di filo kanthal immagino saranno resistenze spiralizzate di facile riprogettazione!!)

Saluti

Modificato: 2 settembre 2010 da Mardock

[Livio Orsini]

......parli di filo kanthal....

Se non ricordo male è un problema di resistività. E' una lega a bassa resistività, molti anni fa avevo fatto un progettino per un fornetto per ceramica, poi rimasto sulla carta, che prevedeva l'uso di questa lega (ne ho ancora un po' tra il mio materiale). Bisognava usare basse tensioni proprio per il valore di resistenza specifica.

Nel caso in oggetto hai solo 880mohm di resistenza; anche alimentando fase-neutro a 230v dovresti più che triplicare la lunghezza del filo, cosa che ti procura notevoli problemi di alloggiamento del resistore.

..scordati di fare la parzializzazione della sinusoide!!!!!...

Proprio per questo motivo si usa la regolazione "burst". Se poi si scelgono degli SSR decenti (i così detti "blocchetti") l'accensione sullo zero è già compresa nel blocchetto; lo spegnimento, ovviamente, può avvenire solo allo zero di corrente

Modificato: 2 settembre 2010 da Livio Orsini

[Mardock]

anche alimentando fase-neutro a 230v dovresti più che triplicare la lunghezza del filo, cosa che ti procura notevoli problemi di alloggiamento del resistore.

...io un pensierino di fare delle resistenze da 5555W a 115V giocando su sezione, lunghezza del filo e passo della spirale ce lo farei (dimensioni del forno permettendo!!!).

Costruirsi 6 resistenze spiralizzate sarà sicuramente più economico che comprare un autotrasfo da (azzardo poichè non conosco nel dettaglio l'applicazione!) 40kW.

Alimentando il tutto a 400V e collegando le resistenze a stella avrai anche il beneficio di abbassare l'assorbimento da 80A a circa 50A risparmiando anche qualcosina per gli SCR... e tutto il resto!!!

Saluti

[mariano59]

Come relè statici si potrebbe usare Questi, sono completi di tutto, manca il regolatore, fornibile dalla stessa casa.

Volendo evitare i controlli diagnostici, si possono usare relè statici più economici, prodotti da molte altre aziende.

Oppure un regolatore completo di potenza come Questo

Ciao