Рм 2м 32а как правильно настроить параметры работы регулятора мощности

Особенности эксплуатации регуляторов мощности РМ-2

Многолетний опыт успешной эксплуатации регуляторов мощности РМ-2 производства компании АКИП-ДОН показал, что значительная часть потребителей не знакомы с теоретическими основами электротехники, или мало знакомы, или трактуют законы природы на свой лад. В связи с этим из-за дефицита специальных знаний у некоторых потребителей возникают “непонятки”. Ниже дается ответ на основные вопросы как это работает.

Теоретические основы регулирования мощности

В технологических процессах (например, дистилляция, ректификация, и др.) часто необходимо поддерживать заданную интенсивность нагрева для точного и равномерного поддержания нужной температуры. Такой процесс называется “регулирование мощности”, хотя на самом деле осуществляется управление напряжением, а уже через него — мощностью. Согласно закону Ома, на мощность имеют влияние напряжение и сопротивление: P=U 2 /R (где P — мощность, U — напряжение, R — электрическое сопротивление). Сопротивление проводника R в готовой собранной системе является величиной неизменной — по сути, это постоянная характеристика имеющегося ТЭНа, зависящая от его размера и материала. Для изменения мощности нагрева остается только изменять напряжение U, что и осуществляется прибором РМ-2 посредством симистора. Таким образом, регулятор-стабилизатор мощности РМ-2 фактически регулирует напряжение, поступающее на нагрузку, вследствие чего регулируется мощность.

Следует отметить, что на практике значение мощности P не имеет особой необходимости. В технологическом процессе важно добиться его стабильности, и не важно, что при этом отображают цифры на экране — мощность в Ваттах, или напряжение в Вольтах. Часто можно встретить формулировки и рекомендации “работа где-то в половину мощности”, “рабочая мощность 1000 Вт”, и т.д. Однако они все достаточно условны. С одной стороны, не может быть каких-то универсальных рекомендуемых значений, поскольку они зависят от множества индивидуальных факторов — начиная от номинальной мощности ТЭНов, их количества, конфигурации и размещения, от объема бака, его теплоизолированности, заканчивая качеством и характеристиками сырья, температурой окружающей среды и атмосферным давлением. С другой стороны, неточный выбор, установка напряжения на 3-4 вольта выше требуемого, может привести, например, ректификационную колонну к захлебу, либо к попаданию в отбор ненужных фракций, либо к замедлению процесса. Таким образом, как правило при эксплуатации регулятора мощности сначала экспериментально подбираются нужные значения подаваемого напряжения (на разных этапах технологического процесса, с конкретным оборудованием), а потом эти значения запоминаются и используются в следующих процессах. То есть, для управления интенсивностью процесса нет необходимости знать и видеть значение мощности — вместо этого нужно регулировать значение напряжения.

Какое напряжение необходимо подать на ТЭН, чтобы получить мощность X Ватт?

Если же по какой-то причине все-таки имеется необходимость в расчете именно значения мощности, то это легко сделать, используя закон Ома. Для начала нужно омметром замерять сопротивление ТЭНа.

Измерение сопротивления ТЭНа

R = Rстанд * (1 + α * (T — Tстанд) )

, где R = сопротивление ТЭНа при температуре Т; Rстанд = сопротивление ТЭНа при температуре 20°С; α = ТКС для конкретного проводящего материала (для нихрома α = от 0.00013 до 0.00017 и зависит от состава сплава); Т = температура ТЭНа в рабочем состоянии; Tстанд = температура, при которой измерено Rстанд.

Можно также замерить это сопротивление мультимером после нагрева ТЭНа до необходимой температуры сразу после снятия с него питающего напряжения.

Но если нет возможности замерить сопротивление, то можно воспользоваться другим, менее точным способом. Как правило, на всех ТЭНах есть маркировка такого типа: “230 Вольт 3000 Ватт”. Это его номинальные мощность и напряжение, которые можно использовать в расчетах (причем номинальному напряжению следует также уделять внимание, так как в зависимости от производителя оно может варьироваться).

Далее, зная сопротивление ТЭНа или его номинальные мощность и напряжение, по закону Ома можно вычислить искомое напряжение:

, где U1 — искомое напряжение; Uном — номинальное напряжение; P1 — мощность, которую нужно получить; Pном — номинальная мощность; R — сопротивление ТЭНа или другой подключаемой нагрузки.

ПРИМЕР. Есть ТЭН 220V 2500W, необходимо получить мощность 1000W. Искомое напряжение U=220*√1000/2500 =139 V.

Данная формула используется только для расчета мощности активных нагрузок (ТЭНы, нагревательные элементы, и т.д.). При расчете мощности реактивных нагрузок (например, электродвигатели) следует пользоваться документацией соответствующего оборудования, либо подбирать экспериментально.

Еще раз отметим, что на практике необходимости в подобных расчетах не возникает: нужное напряжение подбирается экспериментально исходя из интенсивности протекания процесса.

Зачем стабилизировать мощность и как это происходит?

Большинство регуляторов напряжения являются простыми делителями: они уменьшают входящее напряжение в n раз. При этом изменение входного напряжения приводит к пропорциональному изменению выходного. А в таких технологических процессах, как дистилляция и ректификация, это недопустимо, ведь они должны протекать с постоянной интенсивностью. На практике процесс может длиться более суток, а напряжение в сети всегда нестабильно: могут присутствовать как резкие кратковременные скачки, так и волнообразное изменение в зависимости от времени суток. Именно поэтому необходим именно регулятор-стабилизатор мощности, который будет на выходе всегда выдавать стабильное напряжение.

Принцип работы регулятора-стабилизатора мощности РМ-2

Оцифровка амплитудного значения входящего напряжения производится 256 раз за период с измерением положительной и отрицательной полуволн. Далее по классической формуле вычисляется среднеквадратичное значение напряжения (оно же действующее или эффективное). Затем, предполагая что значение напряжения следующего периода будет таким же, как и предыдущего, специальная математика вычисляет угол отсечки для положительной и отрицательной полуволн таким образом, чтобы площадь обрезанных полуволн была равна среднеквадратичному напряжению на нагрузке, заданному потребителем в настройках прибора. Таким образом происходит и стабилизация выходного напряжения вне зависимости от входного, если заданное напряжение ниже входного. Если входное напряжение оказывается меньше заданного, оно попадает на нагрузку транзитом без изменений.

Почему напряжение на выходе РМ-2 не соответствует показаниям другого вольтметра?

Большинство недорогих вольтметров измеряет полное напряжение, считая что форма сигнала представляет собой правильную синусоиду 50 Гц. Однако отрегулированное напряжение на выходе из РМ-2 имеет неправильную форму, и для его адекватного измерения необходимо мерить среднеквадратичное, эффективное значение (True RMS), что могут только высококачественные приборы. РМ-2 отображает на экране и устанавливает именно эффективное напряжение, которое подается на нагрузку, и которое следует использовать в расчетах.

Подробнее об измерении напряжения TrueRMS

Несмотря на то, что в основном режиме исправный прибор показывает с высокой степенью точности напряжение (RMS), измеренное на нагрузке, люди пытаются проверять это с помощью мультимеров и получают результаты очень далекие от ожидаемых. Дело в том, что большинство мультимеров не измеряют RMS-значений, когда выбран режим переменного тока. Тем не менее, они дают эффективные значения при измерениях переменного напряжения и тока. Но отображаемые значения действительны только для измерения синусоидального сигнала.

Простой прибор сначала выпрямляет измеряемый сигнал. Затем RC-фильтр нижних частот выделяет среднее значение, которое масштабируется таким образом, что прибор показывает эффективное значение. В виде уравнения:

Недостатком является то, что это подходит только для синусоидальных сигналов. Для любой другой формы сигнала будет получено ошибочное действующее значение. В нашем случае управление симистором фазовое, и соответственно напряжение на нагрузку поступает непредсказуемой формы, с бесчисленным количеством гармоник, и весьма далекое от синусоидального.

Таким образом, простым мультимером можно измерить только входное напряжение источника питания на клеммах прибора, а также калибровать прибор при условии, что входное напряжение синусоида, что на практике не всегда так. Чтобы узнать эффективное значение напряжения на нагрузке обычно необходим специальный прибор, имеющий функцию True RMS (истинное среднеквадратичное значение) или, что гораздо проще и точнее, посмотреть на показания индикатора РМ-2.

Если же показаниям эталонного вольтметра не соответствуют показания входящего напряжения, то необходимо откалибровать вольтметр РМ-2 по известному напряжению.

Вся теоретическая информация, представленная выше, актуальна для всех регуляторов мощности серии РМ-2: РМ-2, РМ-2-мини, РМ-2-16А, РМ-2-32А, РМ-2-16А в боксе.

Источник

Подключение разгона в регуляторе мощности РМ-2

Все регуляторы мощности на дин-рейку (РМ-2, РМ-2-мини, РМ-2-16А, РМ-2-32А) имеют функцию разгона (форсажа) — специальные клеммные контакты, при замыкании которых симистор полностью открывается и все входящее напряжение подается на нагрузку. Это используется для быстрого прогрева системы и выхода на рабочую температуру, после чего прибор переводится в режим точной регулировки мощности. Как же правильно подключить эту функцию разгона?

Согласно инструкции к прибору, необходимо просто замкнуть контакты «К». Для наглядности и для проверки работы можно сделать это обыкновенным (но изолированным) кусочком провода. Экран прибора начнет мигать и показывать входящее напряжение, которое полностью пойдет на нагрузку. Это сигнальные клеммы, на них есть лишь внутрисхемное управляющее напряжение, порядка 5 вольт. Этот же факт определяет, что можно подключать к ним, а что нельзя. Запрещается подавать какое-то постороннее напряжение на клеммы, можно только замыкать свободными контактами. Это могут быть кнопки, выключатели, тумблеры, термопредохранители, концевые микропереключатели, терморегуляторы и т.д. Но конечно же, есть нюансы.

Подключение к РМ-2 кнопки или переключателя

Это, пожалуй, самый простой вариант. Рокерные переключатели обычно бывают двухконтактными — контакты либо замкнуты, либо разомкнуты — как раз то, что нужно. Встречаются и простые трехконтактные двухпозиционные переключатели — с перекидным контактом: качелька поочередно замыкает либо 1 и 2 вывод, либо 2 и 3. Подключаемся к одной из этих пар — к среднему контакту и одному из крайних.

Как подключить к РМ-2 кнопку или переключатель с подсветкой

Если хочется чтобы переключатель во время работы в режиме разгона светился, то необходимо правильно подойти к подбору такого выключателя. На просторах Интернета можно найти схему, в которой к клеммнику «К» подключается обычный широко распространенный трехконтактный выключатель KCD-3 с неоновой подсветкой. Эта схема неправильна и опасна. В некоторых ситуациях она может сработать — если угадать с фазировкой, если попадется удачный переключатель, если в сети не будет никаких помех, если благоприятно сложатся звезды, и т.д. Однако зачастую такое подключение приводит к тому, что 220В с клеммы питания прибора попадает через контакт 1б на клеммы разгона «К», и дальше в схему управления прибора, где такого напряжения быть не должно.

Неправильная схема подключения выключателя разгона к РМ-2

И все же, использовать выключатели с подсветкой можно. Но это должна быть обязательно светодиодная подсветка (LED). Вместо неоновых лампочек в таких переключателях ставится светодиод. Минимального напряжения, которое есть на контактах «К» достаточно, чтобы светодиод светился. При выборе и покупке такие тумблеры можно отличить по наличию маркировки полюсовки светодиода: ‘+’ и ‘-‘ или хотя бы только ‘+’. Иногда на них указывается напряжение 12V, но может писаться и 250V. В описании переключателя должно быть точно указано, что подсветка светодиодная (LED).

Светодиодные кнопки и переключатели

Как правило, 12-Вольтовый выключатель имеют 4 или 3 контакта. В любом случае, перед подключением следует прозвонить конкретную кнопку и определить, как следует ее подключать.

Обычно, если кулисный переключатель трехконтактный, то достаточно использовать только два крайних. Белый (1) — к клемме прибора ‘+’, желтый (3) — к клемме прибора ‘-‘. Однако разводка может отличаться в разных переключателях. Также следует иметь ввиду, что иногда попадаются переключатели с подсветкой 12-вольтовой лампочкой, а не светодиодом. Такой выключатель не подойдет — лампочке не хватит тока, чтобы засветиться.

Кнопки со светодиодной подсветкой обычно оснащаются 4 контактами, а точнее двумя парами контактов: парой контактов выключателя и парой контактов светодиода. Они могут быть разной толщины, и как правило пара светодиодов промаркирована ‘+ -‘. В этом случае следует включить светодиод в схеме последовательно с размыкающимися контактами, для чего сделать перемычку между контактом ‘+’ и одним из размыкающихся. Поскольку подсветка светодиодная, то важно соблюдать полярность подключения.

Если под рукой есть обычный рокерный переключатель с неоновой подсветкой на 250 V AC (типа KCD и др.), а также обычный светодиод и немного вдохновения, то можно переделать подсветку на светодиодную. Для этого аккуратно разобрать его, и просто заменить лампочку на светодиод — она не запаяна, а держится за счет прижимных пружин. Учитывая небольшой ток в цепи, никакие дополнительные резисторы для светодиода не нужны. На фото — переделка переключателя KCD-4. Вариант вполне рабочий — разгон включается, светодиод светится.

Модернизация переключателя KCD-4 под светодиод

Также отметим, что на просторах глобальной сети попадается datasheet переключателя KCD4-202/N, согласно которого шестиконтактный переключатель имеет 2 изолированные (но спаренные) группы перекидных контактов, с 2 отдельными лампочками (эти группы контактов электрически развязаны, но механически связаны). Такой переключатель теоретически также можно использовать. При этом один из контуров должен замыкать контакты «К», а второй использоваться для питания и включения лампочки от 220 V AC. Однако на практике клавишный переключатель такого типа с такой схемой нам не попался.

Также, светодиод всегда можно поставить отдельно, последовательно после обыкновенного переключателя, и вынести на проводах в любое удобное место.

Подключение к РМ-2 термопредохранителя

Для управления режимом форсажа в PM-2 в некоторых случаях можно воспользоваться термоавтоматами, которые также называются биметаллическими термостатами, термореле, термопредохранителями, термовыключателями, автоматическими температурными переключателями. Они рассчитаны на размыкание или замыкание цепи (в зависимости от вида) при достижении определенной температуры, которая задана конструктивными особенностями элемента. Иногда можно подобрать термоавтомат под нужную температуру, с нормально замкнутыми контактами (размыкающей). Но точность срабатывания таких устройств невысокая (±5° и больше), да и подстроить его под собственные нужды и под разную ситуацию нельзя. Для этого нужно воспользоваться терморегулятором.

Термопредохранитель, термореле, термовыключатель

Подключение к РМ-2 терморегулятора

Наиболее продвинутый способ управления режимом разгона в РМ-2 — это с помощью терморегулятора (или какого-то другого регулятора — влажности, давления, либо таймера, либо другого устройства автоматики). Он подразумевает, что можно точно выставить необходимую температуру, при которой контакт разомкнется и РМ-2 перейдет из режима разгона в режим регулировки. Терморегулятор при этом должен быть настроен в режиме «охлаждение», то есть реле замыкаться когда температура опускается ниже заданной границы. И самое важное — нужно использовать терморегулятор со свободными (сухими) контактами реле, которые развязаны от остальной электроцепи. Например, ИРТ-120 использовать можно, а вот ИРТ-125Т нельзя, так как в этом случае ток из сети 220В пойдет в РМ-2, что может привести к фатальным последствиям. На практике чаще используется четырехканальный терморегулятор ИРТ-4К или многофункциональный ШИМ-контроллер ШИМ-2.

Подключение терморегулятора к РМ-2

Надеемся, что этот небольшой ликбез поможет корректно подключить кнопку, переключатель или терморегулятор для разгона РМ-2, и не допустить фатальных ошибок.

Источник