Grzałka elektryczna 3 fazowa - zasada działania.

Witam.

Mam pytanie dotyczące grzałki (grzałek) – 3 fazowych.

Nigdy się tym nie zajmowałem, a że mam obecnie zapotrzebowanie na większe moce grzewcze proszę o pomoc (wyjaśnienie zasady działania).

Czy grzałka 3 fazowa działa na zasadzie np.:
a) grzałka posiada trzy elementy grzejne?
b) działanie - trzy grzałki każda zasilana jedna fazą i zerem,
c) działanie - czy podłączone grzałki są między fazowe (gwiazda lub trójkąt) z napięciem 400V
d) jeżeli w formie gwiazdy lub trójkąta – to które rozwiązanie jest lepsze

Dzięki za pomoc - Cezary

Ilość grzałek nie gra roli. Jedna grzałka może być jedno, dwu, lub trzyfazowa. Trzy, lub więcej połączonych grzałek jednofazowych to po prostu moduł grzewczy zasilany jedną fazą. To tylko sposób wykonania elementu. Zasada jest inna. Do objaśnienia zasady działania prądu trzyfazowego lub dwufazowego (obecnie mało popularne urządzenia), wystarczy zwykła żarówka. Prąd zmienny nie ma plusa i minusa, on albo jest albo nie. Zero zawsze jest jedno, służy do zamknięcia obwodu. W końcu prąd, podobnie jak ciecz musi przepłynąć przez odbiornik i wrócić do źródła. Faza to po prostu przesunięcie w czasie podawanego napięcia. Do konkretów: Żarówka o mocy 100W, przeznaczona dla jednej fazy będzie działać na dwóch fazach (znacznie krócej, bo nie wytrzyma temperatury), oczywiście z większą mocą. Proces rozgrzewania włókna będzie po prostu częstszy w czasie. Trzy fazy to 3 razy 230 volt w tej samej jednostce czasu. To daje większą moc, bo ta, to nic innego jak ilość pracy wykonanej w tym samym czasie. Zwiększa się częstotliwość podawania napięcia na odbiornik. Oczywiście taki odbiornik musi być odpowiednio wytrzymały, ponieważ wraz ze wzrostem napięcia zasilania rośnie ilość przepływającego prądu, więc i opór. Opór powoduje wzrost temperatury, więc odbiornik musi to wytrzymać. Grzałki trzyfazowe można podłączyć tak samo jak jednofazowe, wyłącznie równolegle, (to nie lampki choinkowe), ale zastanawiam się po co taka potężna moc grzewcza. Z 230V można wycisnąć niezły wynik, na 400V działa przepływowy ogrzewacz wody. Daje wrzątek na żądanie, więc podłączenie dwóch średniej mocy grzałek pod 400V to masakra. Chyba, że chcemy sublimować zamrożony nastaw.

Cześć – dzięki za info – realnie planuję wykorzystać do podgrzania około 9 kW – podtrzymanie 4,5 kW – czyli jeżeli mamy ogromne obciążenie przy jednofazowej grzałce (grzałkach).
Cieczy razem z płaszczem mam około 500 litrów.

Ale reasumując jeżeli dobrze rozumiem:
- jeżeli mamy jeden element grzewczy podłączając go między dwie fazy uzyskamy zmniejszenie poboru prądu – o co mi chodzi,
- ale jak faktycznie podłączyć do elementu grzejnego trzy fazy – czy dobrze rozumiem że np. w gwiazdę? Dając wtedy trzy elementy grzejne?

Cezary

No nie wytrzymałem.

Kolego Jacku – za pisanie takich bredni zaraz osobiście przygrzmocę warna na dwa tygodnie. Proszę albo się douczyć, albo zaprzestać mącenia, bo już kilka razy trafiła się Koledze podobna „teoria”.

Ad rem!
„Grzałki trójfazowe” posiadają trzy elementy oporowe, nazwijmy je po prostu grzałkami. Każda pojedyncza grzałka ma dwa wyprowadzenia. Łącząc grzałki w trójkąt każdą zasilamy napięciem międzyfazowym 400V i uzyskujemy wtedy moc np. 2kW z grzałki (czyli moc całości wyniesie 2X3=6kW).
Grzałki możemy też połączyć w gwiazdę, wtedy jednak moc będzie mniejsza o pierwiastek z trzech i wyniesie 3,5kW, gdyż spadek napięcia na każdej z grzałek wyniesie nie 400, a 230V.
Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie połączyć np. jedną grzałkę między fazy (400V), a na drugą podać fazę i N (230V), ale o tym na końcu posta.
Zatem przełącznikiem gwiazda-trójkąt można regulować moc. Jeden stopień mocniejszy od drugiego o około 1,7 raza – czyli ów pierwiastek z 3.
Grzałki w obu wypadkach będą pobierały 5A na fazę, ale spadki napięcia będą różne.
Po co stosuje się grzałki potrójne? Aby równomiernie obciążać sieć przy zapotrzebowaniu na moce większe, które w przypadku zapięcia na jednej fazie, ciągnąć zaczynają duży prąd, co nie jest korzystne dla sieci domowych. Tutaj można zastosować porównanie do podnoszenia ciężaru na trzech cienkich sznurkach: jeśli będzie się ciągnąć je nierównomiernie, to postronki się pourywają. Zaś gdy ciągnąć tak, aby sznurki były równo naprężone – ciężar uniesiemy.

Teraz kolejna zaleta grzałek potrójnych: można na nich uzyskać, dzięki odpowiednim sekwencjom połączeń – są takie specjalne przełączniki pakietowe - moce będące wielokrotnością 1,2kW i 2kW. Czyli 1,2; 2; 2,4; 3,2; 4... itd. aż do 6kW.

Może źle podjąłem się wytłumaczenia zasilania trzyfazowego. Z tą żarówką chodziło mi o to, że, podłączając ją bezpośrednio pod dwie fazy będzie działać nawet bez przewodu zerowego. Dzieję się tak, ponieważ funkcję zera przejmują poszczególne przewody fazowe, w momencie braku napięcia na nich. To miało uświadomić fakt, że trzy fazy to to samo co 230V, tylko skompensowane (zagęszczone) w czasie. Podłączenia na gwiazdę, lub trójkąt stosowane są w silnikach elektrycznych. Dla podłączenia jakichkolwiek elementów oporowych (grzałki, żarówki) stosujemy zwykłe podłączenia równoległe. Podłączenie dwóch lub więcej faz nie zmniejszy poboru prądu, lecz zwiększy. Uzyskamy jednak większą moc. Nie ma możliwości zmniejszyć ilości zużytego prądu, jednocześnie podwyższając moc urządzenia. Coś za coś. Urządzenia dwufazowe są dziś rzadko spotykane, więc skupimy się na tych trzyfazowych. Grzałka trzyfazowa musi po prostu mieć trzy wyjścia prądowe i zero. Fizycznie będzie składała się z trzech osobnych elementów grzejnych, bo nie można podłączyć dwóch faz pod jeden styk (zwarcie), ale zero jest wspólne dla każdej fazy. Problemem może być konieczność zastosowania styczników, bo włączenie takich dwóch grzałek to na prawdę duży chwilowy (startowy) pobór prądu. Żarówki mogą przygasnąć...9KW można realnie uzyskać tylko z instalacji trzyfazowej, bo wartość płynącego prądu to 39A. Proszę pamiętać, że ta wartość będzie utrzymywana przez dłuższy czas. Zwykła instalacja nie jest przystosowana do tak dużych przepływów. Nie wiedziałem, że chodzi o tak potężną ilość nastawu. Przy instalacji 400V spokojnie można zastosować jedną grzałką 9KW. To nie spowoduje nadmiernego obciążenia takiej instalacji. Przepływowe ogrzewacze wody mają nawet po 20KW.

Kolego Jacku, ja uprzejmie proszę: milcz Waść i wstydu sobie oszczędź. Nie brnij w tą ślepą uliczkę niewiedzy, bo za chwilę nie będziesz przez dwa tygodnie (lub dłużej) musiał się udzielać na tym zacnym forum.

Ad rem!

1. Nie ma "dwu fazowego zasilania urządzeń". Jest zasilanie napięciem międzyfazowym (np. L1-L2) 400V, bądź jednofazowym (L-N) 230V.
2. Podłączenia w gwiazdę, lub trójkąt stosowane są niezależnie od rodzaju obciążenia (czynne czy bierne) i mają zapewnić równomierność obciążeń faz. Wybór zależy od potrzebnego napięcia co jest równoznaczne z mocą grzania.
3. Zwiększając napięcie zwiększamy moc wydzieloną w danym odbiorniku.
4. Grzałka trójfazowa musi mieć sześć wyjść.
5. Połączenia w gwiazdę i w trójkąt nie potrzebują "zera". Zera potrzebuje podłączenie pojedynczej grzałki, jeśli chcemy zasilić ją 230V aby pracowała ze zmniejszoną 1,7 raza mocą.
6.Duży chwilowy (startowy) pobór prądu dotyczy wyłącznie silników uruchamianych pod obciążeniem bez soft-startu czy falownika. Grzałki pobierają zawsze taki sam prąd (wyłączając znikomą różnicę oporności wynikającą ze zmian temperatury). I zapamiętaj, że wraz ze wzrostem napięcia zasilania nie zmienia się opór który jest charakterystyczny dla danego przewodnika.
7. Grzałka trójfazowa 9kW pobiera prąd 7,5A.
8.
Jedyne prawdziwe twierdzenie w powyższym poście.

Proszę ponownie o zaprzestanie pisania niedorzeczności.

ad1. Nazywając prosty przedmiot do wbijania gwoździ młotkiem zamiast impulsywnikiem kinetycznym nie popełniam żadnego błędu merytorycznego i nie jest to niewiedza.

ad2. Z postu Pana Cezarego zrozumiałem, że ma on zamiar podłączyć dwa osobne elementy grzejne. Niepotrzebnie w pierwszym poście nazwałem je grzałkami. Najczęściej są one jednak nierozłącznymi modułami grzewczymi, złożonymi z trzech pojedynczych grzałek. Czy są zasilane napięciem 230V, 400V, czy jakimkolwiek innym powinny być podłączone równolegle. Rożnica w napięciu zasilania będzie widoczna po ilości wyprowadzeń elektrycznych. Zawsze można też odczytać tabliczkę znamionową. Co ma do tego gwiazda, czy trójkąt? Tym bardziej, że Pan Cezary33 nie pisał nic o przełączniku gwiazda - trójkąt, założyłem więc, że zależy mu na stałym poziomie mocy grzewczej. Jej zredukowanie może być równie dobrze zrealizowane poprzez zastosowanie regulatora, lub odłączeniu jednego modułu.

ad3.Zwiększając napięcie zwiększamy moc wydzieloną w danym odbiorniku. To fakt. Zwiększamy też prąd przepływający przez odbiornik - prawo Ohma.

ad4. Nie musi. Może być fabrycznie połączona w trójkąt lub gwiazdę i mieć trzy wyprowadzenia + wyprowadzenie przewodu ochronnego. Takie elementy często występują jako nierozbieralne monolity. Jeśli ma 6 wyjść sposób podłączenia można sobie wybrać samemu. Można też zasilić taki moduł napięciem 230V, równolegle.

ad5. Nigdzie nie napisałem, że połączenie w gwiazdę lub trójkąt koniecznie wymaga zera. Napisałem natomiast, że do zasilenia żarówki potrzebne są tylko dwie fazy. Żadnego zera. Dla mnie to jednoznaczne. Styk zero często jednak występuje w urządzeniach grzewczych jako dodatkowy element, choćby do podłączenia kontrolek sygnalizujących pracę danej grzałki.

ad6.Łapania za słówka ciąg dalszy. Prawidłowo powinno być - spadek napięcia. Nie ucz mnie prawa Ohma, proszę.

ad7. Pisząc o 39A miałem na myśli podłączenie do standardowej instalacji elektrycznej
odbiornika o mocy 9KW. Moc to napięcie razy natężenia, więc natężenia to moc dzielona przez napięcie. 9000W/230V to 39.13A. Dlatego sugerowałem zastosowanie instalacji 400V.

Czując przytłaczającą "władzę" administratorów, postanawiam zrezygnować z uczestnictwa w forum.

Witam – nie odnoszę się do sytuacji powyżej ponieważ każdy sam powinien wyciągnąć wnioski z zachowania (i postów) uczestników. (zasadne - czy nie - ja mam swoje zdanie).
Dzięki za informacje. Tak myślałem – ale trzeba się zapytać niż samemu eksperymentować.
(przepraszam ale wyjaśnienie Kucyka było bardziej zrozumiałe i odnoszące się do tego o co pytałem).

Podsumowując zbuduję taki układ (schemat w załączeniu – przedstawiony stan: każdy przekaźnik sygnał „0” – brak grzania) – jeżeli będę używał:
- trzech grzałek o mocy 2 X 1500W na napięcie 400V. Będą trzy oddzielne ze względu na równomierne rozmieszczenie grzania w całym płaszczu.
- dzięki zastosowaniu przekaźników (koszt jednego około 10 zł)będę mógł otrzymać: 1,5/3,0/4,5/6,0/7,5/9,0 kW.
- zminimalizuję koszty sterowania, koszty energii, możliwość zdalnego sterowania za pomocą prostych zależności 0-1
- i tak jak napisał Kucyk – tylko max 7,5 A na fazę – czyli w zasadzie całe nic dla instalacji.

Cezary

Rozbawiły mnie nieco posty kolegi „usuniętego”, może dlatego, że też nie powinienem się dziś za wiele się udzielać. Ale do rzeczy.
Kolego 33cezary schemat normalnie PENTA CONTA i do tego pewnie będzie działał, ale ja bym do tego podszedł inaczej. Rozumiem zastosowanie diod, ale wszystko można uprościć tak aby przekaźniki regulowały moc poprzez załączanie grzałek: 1 szeregowo, 2 jedna , 3 równolegle - dla każdej fazy.
Ponieważ we wcześniejszych postach zauważyłem, że chodzi koledze o sprzęt dla „laików” i w związku zastosowaniem 3 faz, przydałby się układ sprawdzający obecność 3 faz inaczej cała automatyka trafia w łeb (najprościej chyba na dwóch przekaźnikach)
W sprawie gwiazda/trójkąt można podłączyć grzałki według uznania pamiętając, że napięcie fazowe i międzyfazowe jest inne i powinno się zgadzać z napięciem znamionowym grzałki.