Как подключить тэны звездой. Подключение тэнов через термореле и пускатель

Терморегулятор предназначен для поддержания заданной температуры путём управления нагревательными (охладительными) элементами.

Данные устройства бывают нескольких видов, начиная простыми механическими и заканчивая электронными многофункциональными и даже интеллектуальными устройствами.

Принцип работы состоит в том, что в устройстве есть выносной термодатчик, который сообщает устройству температуру окружающей среды. Для поддержания и регулировки заданного предела как раз и используется терморегулятор. Применяются для поддержания в различных устройствах, таких как: холодильник, тёплый пол, водяное отопление или нагреватели, инкубатор, теплицы и т.п.

Подключение ТЭНа с терморегулятором

Рассмотрим принцип работы и схему включения.

Они используются для бойлеров и котлов отопления. Берём универсальный на 220В и 2-4,5кВт, обычный, с чувствительным элементом в виде трубочки, помещается он внутрь ТЭНа, в котором есть специальное отверстие.

Тут видим 3 пары нагревательных элементов, итого шесть, подключать нужно следующим образом: на три садим ноль и на другие 3 – фазу. В разрыв цепи вставляем как раз наше устройство. Он имеет три контакта, на фото ниже видно один по центру сверху и два снизу. Верхний используется для включения к нулю, а какой из нижних к фазе надо проверить тестером.

Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева сосуда и быть больше или меньше. В таких случаях, для получения необходимой мощности нагрева, можно использовать несколько ТЭНов, соединенных последовательно или последовательно-параллельно. Коммутируя различные комбинации соединения ТЭНов, переключателем от бытовой эл. плиты, можно получать различную мощность. Например имея восемь врезанных ТЭНов, по 1.25 кВт каждый, в зависимости от комбинации включения, можно получить следующую мощность.

625 Вт
933 Вт
1,25 кВт
1,6 кВт
1,8 кВт
2,5 кВт

Такого диапазона вполне хватит для регулировки и поддержания нужной температуры. Но можно получить и иную мощность, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации включения.

Последовательное соединение 2-х ТЭНов по 1.25 кВт и подключение их к сети 220В, в сумме дает 625 Вт. Параллельное соединение, в сумме дает 2.5 кВт.

Мы знаем напряжение, действующее в сети, это 220В. Далее мы так же знаем мощность ТЭН, выбитую на его поверхности допустим это 1,25 кВт, значит, нам нужно узнать силу тока, протекающую в этой цепи. Силу тока, зная напряжение и мощность, узнаем из следующей формулы.

Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.

Записывается она так: I = P / U.

Где I - сила тока в амперах.

P - мощность в ваттах.

U - напряжение в вольтах.

При подсчете нужно мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.

1,25 кВт = 1250Вт. Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.

I = 1250Вт / 220 = 5,681 А

R = U / I, где

R - сопротивление в Омах

U - напряжение в вольтах

I - сила тока в амперах

Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.

R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.

Rобщ = R1+ R2 + R3 и т.д.

Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное 77,45 Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.

P = U2 / R где,

P - мощность в ваттах

R - общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт, округляем до значения 625 Вт.

В таблице 1.1 приведены значения для последовательного соединения ТЭНов.

Таблица 1.1

Кол-во ТЭН	Мощность (Вт)	Сопротивление (Ом)	Напряжение (В)	Сила тока (А)

Последовательное соединение
		2 ТЭН = 77,45
		3 ТЭН =1 16,175

		5 ТЭН=193,625

		7 ТЭН=271,075

В таблице 1.2 приведены значения для параллельного соединения ТЭНов.

Таблица 1.2

Кол-во ТЭН	Мощность (Вт)	Сопротивление (Ом)	Напряжение (В)	Сила тока (А)
Параллельное соединение
		2 ТЭН=19,3625
		3 ТЭН=12,9083
		4 ТЭН=9,68125

		6 ТЭН=6,45415

С точки зрения электротехники это активное сопротивление, которое выделяет тепло при прохождении по нему электрического тока.

По внешнему виду одиночный ТЭН выглядит, как согнутая или завитая трубка. Спирали могут быть самой разной формы, но принцип подключения одинаков, у одиночного ТЭНа два контакта для подключения.

При подключении одиночного ТЭНа к напряжению питания нам нужно просто подсоединить его клеммы к электропитанию. Если ТЭН рассчитан на 220 Вольт, то подключаем его к фазе и рабочему нулю. Если ТЭН на 380 Вольт, то подключает ТЭН к двум фазам.

Но это одиночный ТЭН, который мы можем увидеть в электрочайнике, но не увидим в электрическом котле. ТЭН котла отопления это три одиночных ТЭНа, закрепленные на единой платформе (фланце) с выведенными на ней контактами.

Самый распространённый ТЭН котла состоит из трёх одиночных тэнов закрепленных на общем фланце. На фланце выводится для подключения 6 (шесть) контактов ТЭНа электрического ТЭН котла. Есть котлов с большим количеством одиночных тэнов, например, так:

Схемы подключения ТЭН котла

Вариант 1. Схема подключения к однофазной сети

Обычно, три одиночных Тэна в такой конструкции, размещены так, что контакты от разных тэнов располагаются друг напротив друга.

Чтобы подключить ТЭН на 220 Вольт, нужно соединить три контакта от разных одиночных спиралей перемычкой и подключить их к рабочему нулю.

Три оставшиеся контакта нужно, также соединить и подключить к рабочей фазе. Это обеспечит одновременное включение всех тэнов в нагрев при подаче питания.

class="eliadunit">

Однако так напрямую подключение не делают, и на каждый второй контакт тэна подключают на фазу после своего автомата или, что делается чаще, подключают от своей линии управления (автоматики).

Вариант 2. Трехфазное подключение

Если мы посмотрим на продающиеся тэны для котлов, то увидим, что почти все маркируются, как Тэны 220/380 Вольт.

Если у вас такой вариант тэна, и вы имеете возможность подключиться к трехфазному питанию 220 Вольт или 380 Вольт, то нужно использовать схемы подключения называемые «звезда» и «треугольник».

По схеме «звезда» 220 Вольт три фазы, нужно пермячкой соединить три контакта одиночных тэнов и подключить их рабочему нулю. На вторые свободные контакты подать по фазному проводу. Каждый одиночный тэн будет работать от 220 Вольт, независимо друг от друга.

По схеме «треугольник» 380 Вольт, нужно перемычками соединять контакты 1-6, 2-3, 4-5, у одиночных тэнов 1-2,3-4,5-6 и подавать на них фазные провода. Каждый одиночный тэн будет работать от 380 Вольт, независимо друг от друга.

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) широко используются для нагрева воды, воздуха и других жидкостей и газов в промышленности и в бытовом применении.
ТЭНы обычно подключают с помощью температурного реле для обеспечения автоматического отключения при достижении требуемой температуры.

Рассмотрим подключение трехфазного ТЭНа через магнитный пускатель и тепловое реле.

Рис. 1
ТЭН подключается через один трехфазный с нормально замкнутыми контактами МП(Рис. 1). Управляет пускателем термореле ТР, управляющие контакты которого разомкнуты при температуре на датчике ниже заданной. При подаче трехфазного напряжения контакты пускатели замкнуты и происходит нагрев ТЭНа, нагреватели которого включены по схеме «звезда».

Рис. 2
При достижении заданной температуры, тепловое реле отключает питание нагревателей. Таким образом, реализуется простейший регулятор температуры. Для такого регулятора можно применять термореле РТ2К (Рис. 2), а для пускателя – контактор третьей величины с тремя группами на размыкание.

РТ2К представляет собой двухпозиционное (работающие на включение/отключение) термореле с датчиком из медного провода с диапазоном установления температуры от -40 до +50°С. Конечно, использование одного теплового реле не позволяет достаточно точно поддерживать требуемую температуру. Включение каждый раз всех трех секций ТЭНа приводит к лишним энергопотерям.

Рис. 3
Если реализовать управление каждой секцией нагревателя через отдельный пускатель, связанный со своим термореле (Рис. 3), то можно осуществить более точное поддержание температуры. Итак, имеем три пускателя, которыми управляют три термореле ТР1, ТР2, ТР3. Температуры срабатывания выбраны, допустим как t1

Рис. 4
Реле-датчики температуры обеспечивают коммутацию исполнительной цепи до 6А, при напряжении 250В. Для управления магнитным пускателем таких величин более чем достаточно (Например, ток срабатывания контакторов ПМЕ составляет от 0,1 до 0,9 А при напряжении 127 В). При прохождении переменного тока через катушку якоря возможно низкое гудение промышленной частоты 50 Гц.
Существуют термореле, управляющие токовым выходом с величиной тока от 0 до 20 мА. Также часто тепловые реле питаются от постоянного тока низкого напряжения (24 В). Для согласования такого выходного тока с низковольтными (от 24 до 36 В) катушками якоря пускателя может применяться схема согласования уровней на транзисторе (Рис. 5)

Рис. 5
Данная схема работает в ключевом режиме. При подаче тока через контакты термореле ТР через резистор R1, на базу VT1 происходит усиление тока и включение пускателя МП.
Резистор R1 ограничивает токовый выход теплового реле для предотвращения перегрузки. Транзистор VT1 выбирают исходя из максимального тока коллектора, превышающего ток срабатывания контактора и напряжения на коллекторе.

Произведем расчет резистора R1 на примере.

Допустим для управления якорем пускателя достаточно постоянного тока в 200мА. Коэффициент усиления транзистора по току составляет 20, значит, управляющий ток базы IБ должен поддерживаться в пределах до 200/20 = 10 мА. Тепловое реле выдает максимум 24В при силе тока в 20мА, что вполне достаточно катушке якоря. Для открытия транзистора в ключевом режиме относительно эмиттера должно поддерживаться напряжение на базе в 0,6 В. Примем, что сопротивление перехода эмиттер-база открытого транзистора пренебрежительно мало.

Значит, напряжение на R1 составит 24 – 0,6В = 23,4 В. Исходя из полученного ранее тока базы получаем сопротивление: R1 = UR1/IБ=23,4/0,01 =2,340 Ком. Роль резистора R2 — не допускать включение транзистора от помех при отсутствии управляющего тока. Обычно его выбирают в 5-10 раз больше чем R1, т.е. для нашего примера будет составлять примерно 24 КОм.
Для промышленного использования выпускаются реле-регуляторы, реализующие температуры объекта.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Таможенный союз. Декларация о соответствии № ТС RU Д-RU.АВ98.В.00706
Срок действия c 30.12.2014г. по 25.12.2019г.
Изготовлено по ТУ 3443-009-49110786-2002.
Соответствует требованиям технического регламента
Таможенного союза ТР ТС 004/2011

Схемы соединения ТЭН (однофазная сеть)

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) как и другие потребители электроэнергии подключаются как к однофазной так и к трехфазной сети.

При подключении к однофазной сети (1 «фаза» и «ноль») более чем одного ТЭНа используется параллельная, последовательная либо комбинированная схемы подключения.

1. Параллельное соединение ТЭН

При параллельном соединении действуют следующие основные законы:

Напряжение на каждом ТЭНе постоянно и равно напряжению в сети;
При выходе из строя одного из ТЭН, остальные продолжают работать;
Суммарная мощность сборки складывается из мощностей всех ТЭНов, установленных параллельно;
Если параллельно установлены ТЭНы разной мощности, то суммарная мощность считается по формуле: P общ =U 2 /R общ, где P общ - суммарная мощность, U- напряжение, R общ – суммарное сопротивление сборки. Суммарное сопротивление сборки Rобщ рассчитывается по формуле: 1/R общ =1/R 1 +1/R 2 +1/R 3 .

2. Последовательное соединение ТЭН

При последовательном соединении действуют следующие основные законы:

Общее сопротивление сборки складывается из сопротивлений всех ТЭНов, установленных последовательно;
Если последовательно установлены ТЭНы одинакового сопротивления, то напряжение на каждом ТЭНе равно общему напряжению сети деленному на количество ТЭНов в сборке. Другими словами: U общ =U 1 +U 2 +U 3 .
Общая мощность сборки ТЭН считается по формуле P общ =U общ 2 /R общ, где P общ - суммарная мощность, U общ - общее напряжение сети, R общ - суммарное сопротивление сборки ТЭН. Суммарное сопротивление сборки R общ рассчитывается по формуле: R общ =R 1 +R 2 +R 3 .
При выходе из строя одного ТЭНа обрывается общая цепь и остальные ТЭНы также перестают работать.

3. Комбинированное соединение ТЭН

При комбинированном соединении ТЭН, следует разбивать цепь на несколько участков (А и Б), для которых соответственно будут действовать законы либо параллельного (А), либо последовательного (Б) соединения.

Значение напряжения на всех схемах указано при подключении к сети – 220V.

Схемы соединения ТЭН (трехфазная сеть)

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) как и другие потребители электроэнергии подключаются как к однофазной так и к трехфазной сети. При подключении к трехфазной сети (3 «фазы» и «ноль») используются две основные схемы соединений («звезда» и «треугольник»). С целью равномерности распределения нагрузки по фазам, количество подключаемых ТЭНов следует выбирать кратным числу 3.

1. Соединение ТЭНов - «звезда»

Основные законы, которые действуют при соединении ТЭНов «звездой»:

Между любой «фазой» и «нулем» всегда 220В!
В каждую ветвь «звезды» можно подключать несколько ТЭНов, соединенных между собой последовательно либо параллельно (см. схемы соединения в однофазной сети).
Мощность каждой ветви «звезды» должна быть одинакова.

2. Соединение ТЭНов – «треугольник»

Основные законы, которые действуют при соединении ТЭНов «треугольником»:

Между любыми двумя «фазами» всегда 380В!
В каждую ветвь «треугольника» можно подключать несколько ТЭНов, соединенных между собой последовательно либо параллельно (см. схемы соединения в однофазной сети).
Мощность каждой ветви «треугольника» должна быть одинакова.
Суммарная мощность соединения складывается из мощностей трёх ветвей.

Значение напряжения на всех схемах указано при подключении к трехфазной сети – 380V.