19 149 subscribers

Устройство и работа Регулятора Температуры

383 full reads

Присмотритесь к задникам своих сапог и ботинок – видите, изнутри напечатан размер и другая «служебная» информация? Как думаете, каким образом наносятся эти буквы и цифры? А каким образом без режуще-колющих приспособлений выдавливаются различные узоры и надписи на коже? Не слишком ли много вопросов вначале статьи? Дальше будут ответы.

Мои постоянные читатели могут ответить на последний вопрос – я публиковал статью про термопресс, который при помощи горячей формы выжигает-выдавливает на коже красивые узоры. Рекомендую почитать эту статью, там подробно изложено, как работают такие пресса, и как там производится контроль температуры и времени.

На этот раз я подробно (в двух частях) расскажу, как я переделывал подобный перфорационный пресс, устанавливая на него реле контроля температуры F&F RT-820M от белорусской фирмы Евроавтоматика.

Реле контроля температуры RT-820 M
Реле контроля температуры RT-820 M
Про раритетную модель подобного регулятора я недавно рассказывал на Дзене - Терморегулятор Искратерм.

Другие названия такого устройства –

  • термоконтроллер,
  • термореле,
  • терморегулятор,
  • регулятор температуры,
  • реле контроля температуры,
  • и другие.

Смысл один – выносной датчик дает информацию о реальной температуре, а терморегулятор дает сигнал управления на нагреватель либо охладитель.

Кстати, кто хочет купить простой и дешевый регулятор температуры в комплекте с Твердотельным реле – комплект для сборки продается на Алиэкспресс!

Производитель Евроавтоматика ФиФ широко представлен в магазинах Таганрога, поэтому я выбрал именно его. В статье будет подробно рассказано про этот контроллер температуры и про реальный пример его установки в работающее оборудование – пневматический пресс, который может делать горячее тиснение и перфорацию на коже и картоне.

Перфорационный пресс, на который будет установлен этот терморегулятор, установлен в том же цеху на берегу Таганрогского залива, где я ставил преобразователь частоты в станок для полировки обуви. В итоге обувь продается в бутиках Москвы под видом итальянской и польской.

Устройство реле температуры F&F RT-820M

Для начала расскажу про главного героя нашей статьи – температурное реле Евроавтоматика ФиФ RT-820M.

В такой коробочке оно продается:

Регулятор температуры RT-820 M – упаковка
Регулятор температуры RT-820 M – упаковка

Его внешний вид показан в начале статьи, вот оно же, с открытой передней крышкой:

Регулятор температуры RT-820M с поднятой крышкой
Регулятор температуры RT-820M с поднятой крышкой

Реле RT-820M имеет цифровой светодиодный индикатор, основное назначение – показывать актуальную температуру, измеренную внешним датчиком. Также на индикатор выводится нужная информация по настройке и диагностике.

Кроме этого, имеется ещё индикатор (светодиод) состояния выходного реле, который загорается, когда контакты внутреннего реле замкнуты.

Управляется температурное реле с помощью всего двух кнопок на передней панели.

Посмотрим на боковую панель, там изображено подобие схемы:

Схема подключения реле температуры RT-820M на боковой стенке
Схема подключения реле температуры RT-820M на боковой стенке

Схема включения будет подробно рассмотрена мною позже, а пока раскритикую то, что мы видим. Включаю максимальный уровень занудства. Это тяжело назвать схемой. Неужели нельзя было изобразить схематично корпус реле с клеммами, и подписать их? Непонятно –

  • Что за резистор мощностью 0,25 Вт между цифрами 3 и 4?
  • Куда идут дальше провода L и N после клемм 3 и 4?
  • Клеммы 1 и 2 – это управление или силовые?
  • Почему напряжение 230В и ток 16А написано около датчика температуры, а не около силовых или питающих контактов?
  • Если между контактами 7 и 8 есть какая-то коммутация внутри устройства, почему она схематически не обозначена, как это сделано между контактами 1 и 2?
  • Можно ли подключить к выходу 8 что-то, кроме лампы накаливания?

Конечно, это вопросы дилетанта, после детального рассмотрения схемы всё станет понятным.

Пример моего занудства - в статье про ошибки в схеме электрощита ТДМ. Там меня даже раскритиковали комментаторы, защищая ошибки ТДМ.

Клеммы, как всегда, надежные, для токов, которые проходят через это реле (не более 16А), очень даже неплохо:

Клеммы подключения реле температуры
Клеммы подключения реле температуры

Разбираем корпус, который собран на защёлках:

Устройство термореле Евроавтоматика ФиФ
Устройство термореле Евроавтоматика ФиФ

Те самые кнопки и индикаторы передней панели.

А вот реле, которое коммутирует нагрузку (в нашем случае это будут ТЭНы):

Устройство термореле Евроавтоматика – внутреннее реле 16А
Устройство термореле Евроавтоматика – внутреннее реле 16А

Питание катушки реле – 12 В, максимальные ток контактов – 16 А. Это значит, что максимально можно подключить ТЭН мощностью 16х250=4 кВт. Если понадобится подключение чего-то более мощного или трехфазного, можно применить контактор, как я говорил об этом, например, в статье про реле напряжения ФиФ.

Снимаем верхнюю плату, и понимаем, что реализована трансформаторная схема питания – самая простая и надежная:

Устройство термореле – источник питания на трансформаторе
Устройство термореле – источник питания на трансформаторе

Трансформатор гальванически разделяет сеть питания от цепи питания датчика, что важно для безопасной эксплуатации изделия – исключается контакт с сетью питания. Например, при нарушении изоляции провода датчика, при повышенной влажности в помещении и т.п. В большинстве дешёвых терморегуляторов гальванической изоляции нет. Проверяется это просто – подключаем регулятор к сети питания и индикаторной отвёрткой касаемся к клеммам подключения датчика. Если индикатор горит, связь с сетью есть. Такие терморегулятор категорически нельзя применять для измерения температуры воды.

В терморегуляторах «Евроавтоматики» гальваническая развязка от сети есть.

Вторичная обмотка трансформатора – на 9 В переменного тока, из которых потом после диодного моста и электролитического конденсатора получают 12 В постоянного. Классика.

Силовая плата со стороны пайки:

Электронная схема терморегулятора ФиФ rt820m, вид со стороны пайки
Электронная схема терморегулятора ФиФ rt820m, вид со стороны пайки

Видим диодный мост (MB6S), стабилизатор 78L05 для питания контроллера, и операционный усилитель LM358, на котором построена схема компаратора (сравнения). Также видим несколько ключевых транзисторов, через которые питаются реле и другие части схемы.

Схема подключения

Подключение температурного реле очень простое, приведу и рассмотрю схему из инструкции (инструкция будет в конце статьи).

В инструкции приведена схема подключения (монтажная) и принципиальная электрическая схема. Вот они, кому как удобнее:

Регулятор температуры Евроавтоматика RT-820M, монтажная схема
Регулятор температуры Евроавтоматика RT-820M, монтажная схема

Регулятор температуры Евроавтоматика RT-820M, электрическая схема подключения из инструкции
Регулятор температуры Евроавтоматика RT-820M, электрическая схема подключения из инструкции

В принципе приведено одно и тоже, давайте разбираться.

Клеммы 1, 2. Исходя из того, что к клемме 1 подключена нагрузка Rн, можно сделать вывод, что это выход реле. Но по другим признакам этого непонятно. Что это за палочки с точечками на принципиальной схеме?

Считаю, что тот факт, что контакты выходного реле (1, 2)  и питающие цепи 220В (3, 4) разнесены, это большой плюс и преимущество данного температурного реле. Но почему-то об этом ничего не сказано. Ведь теперь можно этими контактами коммутировать что угодно – переменный и постоянный ток, любое напряжение – 5, 12, 24 или 220В. Но в инструкции нигде не нашёл информации о том, что клемму 2 подключать к клемме 3 совсем не обязательно. Впрочем, в моем случае ТЭНы питаются как раз напряжением 220В, поэтому схема остается как есть.

Клеммы 3, 4. Это – питание. Поскольку фаза и ноль поступают на первичную обмотку трансформатора питания, то совсем не критично поменять их местами.

Клеммы 5, 6. К ним подключается датчик температуры типа KTY81-210. Фирма Евроавтоматика ФиФ этот датчик доработала и оформила в гильзу диаметром 5 мм, что облегчает монтаж, и обеспечивает хорошую теплопередачу. Теперь этот датчик у Евроавтоматики назван RT-823.

Датчик температуры RT-823 на основе полупроводникового датчика KTY 81-210 для регулятора RT-820M
Датчик температуры RT-823 на основе полупроводникового датчика KTY 81-210 для регулятора RT-820M

Стоит сказать, забегая вперед, что датчик, который находится внутри, можно купить отдельно, что я и сделал. Полярность подключения не имеет значения.

Клеммы 7, 8. Если выбран режим нагрева или охлаждения с аварийной сигнализацией, то при выходе температуры более чем на 5 °С этот выход начнет замыкаться с частотой 0,5 Гц. Если подключить, соблюдая полярность, светодиодный индикатор или звуковой сигнализатор, то индикация будет говорить о том, что не всё в порядке. Это важно, например, в инкубаторах. В системах, где используется контроллер, этот выход реле можно подключить ко входу контроллера. Вход должен быть запрограммирован на нормально открытый NPN контакт.

Кто не знает, что это такое - советую почитать статью на Дзене про отличия NPN и PNP выходов.

Ток выхода – не более 30 мА. Но как же быть, если нужно подключить лампочку накаливания? Ведь при включении нить лампочки имеет низкое сопротивление, и ток может превысить максимальные 30 мА. По моему запросу производитель ответил, что это выход полевого транзистора с максимальным кратковременным током 150мА. Поэтому лампочку подключать можно, проверено практикой. Основной недостаток такой схемы–нужен дополнительный(внешний) источник питания +12В.

Плохо, что в инструкции не сказано о защите устройства. Разве только в словах «…подключать к однофазной сети согласно существующим нормам электробезопасности.» Я могу сказать, что подключать нужно через защитный автомат с номинальным током не более 16А. А лучше выбирать автомат на меньший ток, ориентируясь на ток нагрузки.

Технические характеристики регулятора температуры

Теперь рассмотрим некоторые характеристики, которые приведены в инструкции:

Технические характеристики регулятора температуры РТ-820М
Технические характеристики регулятора температуры РТ-820М

Напряжение питания – 230 В, 50 Гц. Допускаются отклонения до ±10% без ухудшения работы. Кстати, в других устройствах Евроавтоматики, например, реле напряжения, применяются блоки питания, которые могут питаться напряжением в гораздо более широких пределах.

Максимальный коммутируемый ток – 16 А АС. Этот ток – теоретически максимальный, для чисто активной нагрузки (cosϕ = 1), и зависит от встроенного реле, которое мы видели выше на фото. С этим связаны токи нагрузки, которые можно подключать к контактам этого реле.

Максимальный ток катушки контактора – 3 А. Это ток катушки контактора, который будет «усиливать» выходной ток.

Максимальная мощность ТЭНа – 2000 Вт. Если посчитать, это меньше 10 А. Но почему же так мало, если, как я посчитал чуть выше, мощность может быть до 4000 Вт? Дело в том, что 16А возможны только при идеальных условиях эксплуатации – постоянной активной нагрузке, влажности, температуре и т.д. Производитель перестраховывается, и причины тут вижу две. Первая – максимальное количество срабатываний. Оно будет тем больше, чем меньше ток через контакты, и чем больше cosϕ. Вторая причина – если ток нагрузки меньше, тем вероятнее, что защитный автомат будет установлен меньшего номинала. И тогда при кз (а в ТЭНах это не редкость) меньше вероятность того, что контакты подгорят или слипнутся. Например, при ТЭНах 2000 Вт можно установить защитный автомат на 13 или даже на 10 Ампер. Справедливости ради, в конце инструкции, в таблице 2 сказано, что при напряжении 24 В возможен ток 16 А.

Контакт 1 замыкающий. Тут имеется ввиду силовой контакт, через который будут идти ток нагрузки. Он нормально открытый.

Диапазон температур от -20 до +130 °С. Считаю, что диапазон маловат. Например, для моих целей (нагрев при перфорации) 130 – на верхней границе, а хотелось бы иметь запас.

Гистерезис от 1 до 30 °С. Конечно, каждому хочется (некоторые думают, что так оно и есть), что если выставить температуру на какое-то значение, то регулятор температуры будет только её и «выдавать». Однако, из-за явления гистерезиса температура будет всегда «плавать» около значения уставки. Это нормально, в регуляторах с выходом на реле. Более того, это полезно в смысле бережного отношения к ресурсу силовых контактов (это называется «коммутационная износостойкость»). Ведь если гистерезис будет 1 °С (меньше на практике не бывает), то контактор будет щелкать чуть ли не каждые 5 секунд, и его хватит на месяц-два.

Про этот регулятор достаточно толково рассказано в видео:

Во второй части статьи я расскажу про установку этого реле в перфорационный термопресс.

Источник статьи на сайте.

Если интересны темы канала, заходите также на мой сайт - https://samelectric.ru/ и в группу ВК - https://vk.com/samelectric

Не забываем подписываться и ставить лайки, впереди много интересного!

Обращение к хейтерам: за оскорбление Автора и Читателей канала - отправляю в баню.