О ПИТАНИИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ...И НЕ ТОЛЬКО ОБ ЭТОМ

Электроника, электрика / Не разобранное - электрика
Alexsandrs
1 817
5-10-2017, 17:12
0

Нагревательные элементы (НЭ) стоят недешево, особенно это относится к мощным НЭ. Поэтому, естественно, возникает желание увеличить срок службы НЭ.

Давно известен способ продления службы НЭ путем использования нескольких НЭ вместо одного. Четыре одинаковых НЭ можно включить так, что они будут эквивалентны одному по сопротивлению, а значит и по мощности. Надежность такой батареи возрастает в несколько раз. Но в электроплите от такого включения пользы будет мало. Да и стоимость возрастает в четыре раза.

Самый простой способ - установить в электроприбор нетиповой НЭ, т.е. более мощный, и снизить напряжение, подводимое к данному НЭ. НЭ будет работать в недонапряженном режиме, чем и обеспечивается электрический и тепловой запас прочности.

Ремонт электродуховки. Замена проволочного НЭ на идентичный отняла немало времени. К сожалению, уже через полгода спираль опять перегорела. Далее в электродуховку установили более мощный НЭ, и уже прошел не один год, как о ремонтах забыли. Довести мощность нового НЭ до уровня прежнего можно применением тиристорного или симисторного регулятора мощности.

Еще проще "сбить" часть мощности позволяет питание НЭ постоянным током, например, через диодный мостовой выпрямитель. При этом напряжение на НЭ оказывается равным 190-200 В вместо 220 В. Наблюдения показали, что при эксплуатации НЭ с диодным выпрямителем, срок службы увеличивается в 1,3-1,5 раза. Речь идет о таких приборах, как электроплитки, электродуховки, кипятильники, утюги. Для эксперимента использовались однотипные приборы в одинаковых условиях, поэтому можно говорить об объективности наблюдений. Приведу самый удачный пример. У меня и у соседа одинаковые электроплиты и работают в одинаковых условиях. В течение 10 лет моя плита, работающая через выпрямитель, ни разу не вышла из строя. У соседа НЭ менялся по крайней мере 3 раза.

Для НЭ, работающих на переменном токе, есть также неприятное явление, связанное с утечкой на корпус. Возникает угроза для здоровья человека, когда электроприбор начинает "биться" током. Самое обидное, что электроприбор в остальном совершенно исправен. Вот почему электроприборы необходимо заземлять (многие из них снабжены соответствующей клеммой). Но кто из нас это делает? Так вот, питание прибора постоянным током позволяет обойтись без заземления.

Проблема электрокипятильника и электробезопасность. У этого очень удобного в быту прибора нет возможности подключить заземляющий провод (нулевой класс защиты). До установки диодного моста кипятильник проверяли индикатором фазы и ампервольтметром, которые показывали наличие переменного напряжение на корпусе кипятильника и даже в... воде.

Согласно правилам техники безопасности, электроприборами в такой ситуации пользоваться категорически воспрещается. Но из-за высоких цен на электротовары и низких зарплат наши люди вынуждены пользоваться сомнительными электроприборами. В цивилизованных странах никто не перематывает паяльники, не восстанавливает спирали нагревателей, их просто выбрасывают.

В принципе, если прибор "бьется" током, то иногда ситуацию можно исправить, просто изменив положение вилки электроприбора. Если место пробоя спирали на корпус находится посредине спирали, то образуется делитель напряжения. От соотношения плеч этого делителя зависит какой силы удар вы получите. Сила удара также зависит от того, насколько мокрые у вас руки. Так вот, если установить в таком электроприборе выпрямитель, сила удара током резко уменьшается.

Полностью избавиться от поражения электрическим током можно при использовании штатной трехполюсной вилки с заземляющим выводом. Если это невозможно, находят "0" сети и соединяют с корпусом электроприбора. Но следует убедиться в том, что пробки электрощита не разрывают именно нулевую шину (мне встречались и такие случаи). О том, что "чудоэлектрики" умудряются нулевую шину через выключатель подключать на люстру, думаю, известно многим.

О предохранителях. Перед диодным мостом (в разрыв сетевого провода) необходимо включить плавкий предохранитель. Обычно заводы-изготовители электротоваров не утруждают себя применением предохранителя. А отсутствие предохранителя приводит к тому, что при коротком замыкании внутри электроприбора может возникнуть пожар в помещении. При этом надеются на предохранители (пробки) в электрощитах. А если там стоят "жучки"? Можно лишь посоветовать установить предохранители в свои электроприборы. Если НЭ питается через диодный мостик, то предохранитель, кроме всего прочего, "спасает жизнь" диодам в аварийных ситуациях. Это возможно благодаря тому, что диоды в короткий промежуток времени способны выдерживать большие токовые перегрузки. Для НЭ мощностью 1 кВт диоды располагают на трех теплоотводах. На одном из них площадью 200 см² располагают два диода, а на двух других, площадью по 100 см² - по одному. Диоды типа Д246 (подойдут и другие на напряжение более 400 В и ток не менее 5 А). Лучше иметь двойной запас по току. В качестве материала теплоотводов можно использовать любые листовые (например, жесть толщиной 0,5-0,8 мм). Для нагрузки 10 А диаметр медного провода предохранителя - 0,25 мм, для нагрузки 20 А - 0,41 мм.

О биметаллических контактных регуляторах мощности. Такие часто применяют в бытовых электроприборах. Со временем такие регуляторы теряют свою надежность и стабильность параметров и тогда эксплуатация приборов возможна лишь при замыкании контактов регуляторов накоротко. Да и сам принцип работы биметаллических регуляторов способствует ускоренному разрушению материалов, из которых изготовлен НЭ. Ведь многократное включение и выключение НЭ никак не может положительно влиять на их срок службы.

О регуляторах мощности на тиристорах. Обычные регуляторы с управлением по фазе дают высокий уровень помех по сети. Поэтому в литературе рекламировались тиристорные регуляторы с пропуском отдельных периодов сетевого напряжения ("беспомеховые"). Для освещения, понятно, такие регуляторы непригодны из-за мерцания лампочек, а для НЭ годятся. В условиях стабильной городской электросети это действительно так. Но в сельской местности и на дачных участках работа такого регулятора при нагрузке в несколько киловатт вызывает резкое скачкообразное изменение сетевого напряжения на протяженных участках линии электропередачи. Целая улица может испытывать на себе работу такого регулятора в виде своеобразной "светомузыки", которая проявляется на лампах накаливания.

В обычных регуляторах мощности на тиристорах можно хорошо подавить помехи установкой фильтра нижних частот между регулятором и сетевым шнуром. Для этой цели применяют штатные телевизионные фильтры ПФП, платы которых сейчас стоят дешево. Но нагрузка в 1 кВт для таких фильтров "не по зубам". Поэтому следует заменить стандартный дроссель ДФ110ПЦ на самодельный. Его выполняют на ферритовом стержне марки М600НН диаметром 8-10 мм и длиной более 60 мм, на который наматывают 200-300 витков провода диаметром 0,8-1,0 мм.

Обсудить на форуме