Графитовая печка

FRC> или делать полный виток с выводом концов на разные стороны транса (как на фото)?

На фото — однофазный транс, там всё правильно. И там ДВА витка.

На первой картинке (UUU) — правильно. Все по одному витку.
На второй картинке первые две обмотки по два витка, а третья — один.

Витки определяются так:
Кладёшь на свою картинку с трансформатором верёвочку с закреплёнными концами.
Мимо трансформатора.
Теперь двигаешь верёвочку так, чтоб она пересекла сердечник трансформатора.
Получается один виток.
U — это, как раз, одно пересечение.
А когда попробуешь сделать как на втором рисунке, окажется, что пересекать надо два раз.
А для правой — один.

FRC> И в какой последовательности в каждом случае соединять концы? Я так понимаю, что все три обмотки должны иметь одинаковое направление намотки? Какие нюансы критичны?

Что-то я не соображу!
Похоже, что для UUU надо все (например) левые концы соединить, и это будет ноль.
А все правые — фазы.
Однако я бы, НЕ ДОВЕРЯЯ ЛОГИКЕ!!, после соединения проверил бы вольтметром — между всеми комбинациями фаз должно быть одинаковое напряжение.
Это если звездой.

А если треугольником, то надо ДВЕ вершины соединить, а ТРЕТЬЮ НЕ соединять.
Включить и померить напругу между несоединёнными концами — она должна быть равна нулю.
Вот если нулю, тогда соединять окончательно.

RocKI> Я и имел ввиду переделку под обычную однофазную сеть. А почему, собственно, бабах, если обмотки одинаковы? Это типа переход на более толстый провод.
Вывод про бабах основан на не корректном вашем выражении о соединении трех вторичных обмоток трансформатора ПАРАЛЛЕЛЬНО! Не звездой, не треугольником, а параллельно. Да, общее сопротивление вторичной обмотки (сборки) при таком соединении будет в три раза меньше, ожидаемый ток и мощность скачут вверх. Но нагрузкой каждой единичной обмотки в такой сборке будут две соседние обмотки с омическим сопротивлением. Как я понимаю - это короткое замыкание.
Ниже (выше) в комментариях все правильно сказано.

FRC> План следующий: снять заводские вторичные обмотки и сделать из шины 40х4 в виде одного витка на каждой.
FRC> В связи с этим вопрос: как правильно сделать вторичные обмотки? В виде буквы U с выводом на одну сторону трансформатора (если смотреть сверху транса, то получится UUU),

Делать надо так, что бы было минимальное рассеяние поля, виток должен быть полным и шины должны быть проложены параллельно, с минимальным зазором, как провода в кабеле. Не так как на картинке.
Выводы 2, 4, 6 на нулевую шину, остальные каждый на свою. Шины имеет смысл собрать в шинопровод, шина текстолит, шина, текстолит и тд. пакет стянуть болтами (Через изоляцию) или стяжками.

FRC> Это у меня все есть. Просто чем железо ТСЗИ хуже микроволновочного или сварочного я не пойму.

Железо ничем, а вот пакет сильно. В тр-е от микроволновки есть перемычка , частично замыкающая магнитопровод. Соответственно, не весь магнитный поток проходит через вторичку, именно по этому, с некоторым приближением это возможно считать т-рм тока. Грубо говоря, при замыкании вторичной обмотки ничего гореть не будет, это штатный режим работы тр-а. У обычного трансформатора, это не так.

irfps>> Еще будут большие трудности с контактом,.. из этой затеи ничего не получиться.
FRC> Вообще не проблема, а обычная инженерная задача описанная много где. Да и опыты на эту тему проводил. Как раз со сварочником. Эти вопросы потом решу. Не до них сейчас.


Судя по фото так и есть, отдельные зоны контакта с большой площадью, значит возможно пойти и по этому пути, но при больших токах это будет трудностью.

Однако, графитовые тигли в печах, как правило, греют индукционным способом, за исключением коаксиальной печи.


FRC> Ну приехали.
Да, за то, это очень эффективно.

FRC> Трехфазный нагреватель, подключаемый симметрично - это как на этом фото?
Да так как на фото.

FRC> Я правильно понимаю, что в схеме где подключение звезда, но ноль не используем, а ТЭН запитывается от всех трех вторичных обмоток транса, то можно снять максимальную мощность?

Возможно ноль использовать, возможно нет, если все симметричное, то без разницы.

То есть чем больше вторичных обмоток (у меня три) используется, тем больше продаваемая трансформатором мощность? Такая логика правильная хотя бы примерно?

При 3-х фазном включении с трансформатора снимается максимальная мощность.

Считай, что 3-х фазный тр-р, это 3 однофазных, с некоторой условностью, станет понятнее.

Evgenij> Но нагрузкой каждой единичной обмотки в такой сборке будут две соседние обмотки с омическим сопротивлением. Как я понимаю - это короткое замыкание.

Я, честно говоря, не имел дело с трехфазными трансформаторами, но, по-моему, у них хоть и три обмотки на трех "штырях", но магнитопровод все-таки единый. Поэтому про оммическую нагрузку я не понял. А если я намотаю обмотку не одним проводом, а двумя, то что - один будет нагрузкой другому?

Xan> На первой картинке (UUU) — правильно. Все по одному витку.

Так и сделаю. Вот только какие-то сомнения возникли относительно того, один ли виток нужен. Получается, что напряжение будет очень низким, а на проводах от транса к печи еще потеряется. Ток ведь тоже просядет тогда?
Не зря же когда точечную сварку из микроволновки делают, мотают несколько витков. Хотя, может там другие причины.

Xan> Что-то я не соображу!

Я аккуратно проверю. Спешить некуда.

FRC> Так и сделаю. Вот только какие-то сомнения возникли относительно того, один ли виток нужен. Получается, что напряжение будет очень низким, а на проводах от транса к печи еще потеряется. Ток ведь тоже просядет тогда?

Это всё легко считается через закон Ома и удельное сопротивление.
Только надо знать сопротивление нагрузки.

Ну и обмотки обычно делают таким проводом, чтоб он заполнил всё свободное место.
Так что ты можешь сделать несколько параллельных U на каждый стержень. Чтоб место не пропадало.

Сечение обмотки и провода оптимально примерно одинаковые, так что проще витки делать тем же проводом, который будет между трансом и нагревателем.
Одним куском, меньше соединений.

RocKI> Я, честно говоря, не имел дело с трехфазными трансформаторами, но, по-моему, у них хоть и три обмотки на трех "штырях", но магнитопровод все-таки единый. Поэтому про оммическую нагрузку я не понял. А если я намотаю обмотку не одним проводом, а двумя, то что - один будет нагрузкой другому?
Все зависит от направления магнитных полей в стержнях трансформатора. Сложить их в один поток, как мы делаем с подключением простых аккумуляторов в группу, не получится. Ибо эти потоки "кривые", на 120 разворочены. Как в басне про лебедя, рака и какую то рыбину. При вашем параллельном соединении вторичных обмоток они не будут понимать друг друга, все сведется к катастрофе.

FRC> Потом, опыта ради, на центральную обмотку накрутил один виток (U) провода 80мм2. Концы 20 см оставил. Все первички кроме центральной отключил, а ее запитал 220В. На вторичке получилось 1,2В.

Родной вторички было 10 витков?

FRC> Попробовал греть железную полосу 4х25х120 мм. Провода греются сильнее и через секунд 30 изоляция на вторичке начала вонять.

Ты к полосе провода с боков прикладывал?!

Сопротивление провода у тебя 0.00022 ома на метр длины.
А железной полосы 0.00103 — в 4.7 раза больше.
И она во столько же раз должна сильнее греться.
Точнее — скорость нарастания температуры должна быть в 4 раза больше. (Так как теплоёмкости немного разные.)

FRC> Попробовал графитовых стержень ф12х40 мм. Картина та же.

Сопротивление графитового стержня 0.115 ома на метр — в 500 раз больше, чем у провода.

Ну точно, у тебя там барабашка козу устраивает!!!

FRC> Концы 20 см оставил.

Зачем жадничаешь, сделай метр или два.
Для удобства манипуляций.

ЗЫ
У графита сопротивление с температурой падает:
20 градусов — 0.0016 ом/см
800 градусов — 0.0009
Для большей температуры не нашёл.

FRC> Не было забот - купила баба порося....

Добрый день.
Ход мыслей в нужную сторону.



FRC> Потом, опыта ради, на центральную обмотку накрутил один виток (U) провода 80мм2. Концы 20 см оставил. Все первички кроме центральной отключил, а ее запитал 220В. На вторичке получилось 1,2В. Попробовал греть железную полосу 4х25х120 мм. Провода греются сильнее и через секунд 30 изоляция на вторичке начала вонять. Попробовал графитовых стержень ф12х40 мм. Картина та же.
FRC> Домотал еще один виток вторичной и погрел графит. Вторичка не так сильно греется, а графит за 15 сек. засветился. Напряжение на концах было 2,4В.
FRC> Я в раздумьях.....Почему при меньшем токе (два витка, а не один) и напряжении 2,4В графит нагрелся больше, чем на одном витке и вольтаже 1,2В? Возможно, просто эксперимент не корректный?


Все верно, сопротивление изделия из графита, не совсем простая штука.


Первое, оно анизотропно, то есть, зависит от ориентации слоев графита. Проще говоря, поперек слоев сопротивление выше, чем вдоль. Из этого вывод, очень важна геометрия, точки подключения, площадки подключения, пути прохождения тока.

Второе, сопротивление графита зависит от температуры, по хитрому закону, с началом нагрева, оно падает, за тем растет. Ты проскочил низкоомную часть, именно по этому, графит светиться, и провода не сильно греются. А при низком напряжении, тока не хватило на разогрев, вот провода и горячие. Из этого вывод, нужен источник тока, а не напряжения.

При некотором раскладе, удельное сопротивление графита может быть меньше, чем у меди(это значит, что медные провода будут греется сильнее, чем графит. Это совсем плохо, сечение подводящих проводов должно быть существенно больше, чем сечение изделия.

Отсюда и предложение про инд нагрев.

FRC> Потом начал делать вторичку из алюминиевой полосы 4х40 мм в виде U. Попробовал ее вместо провода. Напряжениеие 1,2В. Нагрузил графитом. Не греется графит, а полоса нагрелась за 20 сек. до 70град. Это, блин, 160 мм2!!!

У алюминия плохая электропроводность, почти в 2 раза хуже, чем у меди.

FRC> Согнуть полосу в два витка и надеть ее на первичную без разборки транса я не смогу. Что делать?


Взять несколько многожильных медных проводов(скорее всего общим сечением порядка 160-200мм**2), ими намотать и соединить их параллельно. Запаралелить провода, возможно будет удобно на шине.

Еще раз обращу внимание, на место контакта проводника и графита, это очень деликатное место будет очень сильно греться, сопротивление меди будет быстро расти, усугубляя трудность. Сечения проводов большие, все будет сильно греться, и сложно будет понять от чего, то ли провод, то ли от места контакта, идет нагрев всего.

Выше 2000ц нагреть вряд ли получиться, графит возгоняется, да и треснет скорее всего.
Успехов!

Maksimys> От протекания тока через нагрузку R , на ней выделяется мощность P=I*U.
Maksimys> Вспомни закон Ома ...
Maksimys> Где ток I=U/R.
Maksimys> Ты увеличил напряжение U , тем самым увеличился
Maksimys> А увеличивая сечение нагрузки , тем самым уменьшая R нагрузки до какого-то значения , когда R нагрузки становится меньше чем R вторичной обмотки , "нагрузкой" становится вторичная обмотка от которой исходит "волшебный дым".

Я давно подозревал, что все электрики колдуны
То есть чтобы грелась нагрузка, а не вторичка нужно, чтобы сопротивление нагрузки было больше чем сопротивление обмотки? И чем больше эта разница, тем больше "мощности" выделяется на нагрузке?

Maksimys> сделай как на первой картинке и попробуй соединить ...

Я так понял, что это схема "треугольник"?
Попробовал, фото ниже. Вроде живой. Вольтаж между всеми фазами 1,2В. Нагрузку не подключил пока.

Xan> Родной вторички было 10 витков?

Не считал, но близко к тому.

И да, прикладывал к торцам... Я там понимаю, что вопрос хорошего контакта проводки с нагрузкой очень важен.

irfps> Взять несколько многожильных медных проводов(скорее всего общим сечением порядка 160-200мм**2), ими намотать и соединить их параллельно.

Провод 80мм2 помещается. И то, если от катушки к катушке смещать вторички одну вверх, другую вниз. Просвет прим. 13 мм между первичками. А мотать двойным - уже нет места.

Я алюминиевую полосу для опытов взял. Кромсать сразу медь дорого. Если что-то будет вырисовываться- заменю.

irfps> Успехов!

Спасибо.
Интересно, сопротивление УУКМ при высоких температурах приближается к значениям графита.... Это из-за графитизации? И возвращается ли сопротивление после охлаждения? Нет информации?

FRC> Я так понял, что это схема "треугольник"?

Да.
Максимально низкое напряжение, какое можно получить.
Теперь надо подогнать сопротивление нагревателя под это напряжение.

На один межфазный резистор:

N / 3 = U² / R

R = 3 * U² / N = 3 * 1.44 / 2500 = 0.001728 ома

Или больше, если не нужна полная мощность.

FRC> Провод 80мм2 помещается. И то, если от катушки к катушке смещать вторички одну вверх, другую вниз. Просвет прим. 13 мм между первичками. А мотать двойным - уже нет места.

Сделай многожильный провод необходимого сечения сам. Возьми стандартный медный моточный провод диаметром 1-2мм в лаковой изоляции, нарежь одинаковыми кусками, распредели, так как тебе удобно, оберни доп изоляцией. Концы проводов запаяй в пропилы в шине. Это хорошее решение, ток будет распределятся по всем проводникам одинаково и коэф. заполнения будет хороший.


FRC> Интересно, сопротивление УУКМ при высоких температурах приближается к значениям графита.... Это из-за графитизации? И возвращается ли сопротивление после охлаждения? Нет информации?

Нет, не могу сказать.
Ты бы обрисовал задачу подробнее, какой графит, какой формы, размеров, до какой температуры
греть. Может что бы и придумали. Вариантов много, как получить большие токи, но не понятно насколько они нужны. К стати, многие индукционные печи работают на 50гц. По сути, это такой хитрый трансформатор, где изделие является вторичной замкнутой обмоткой.

Xan> На один межфазный резистор:
Xan> N / 3 = U² / R
Xan> R = 3 * U² / N = 3 * 1.44 / 2500 = 0.001728 ома
Xan> Или больше, если не нужна полная мощность.

Похоже, что придется экспериментально подбирать габариты /конструкцию нагревателя по заданному сопротивлению. Данные по графиту (брал МПГ7) очень разные приводятся и какое верное- не понятно:
18 Ом*мм2/м - Графит марки МПГ-6, МПГ-7, МПГ-8 - ООО НПФ "УМГ"
0.0008 Ом*м - Удельное электрическое сопротивление проводников (при 20°C)
0,000018 Ом*м - МПГ 6, МПГ-7, 8 - графит плотный мелкозернистый

Кстати, можно попробовать вместо графита пироуглерод. Правда при Т>2000 Ц. он может перейти в графит, но это пока не пугает, т.к. меня для работы пока устроит и 1800Ц. Сопротивление у пироуглерода 1,3 Ом*м (Страница не найдена. В быту, что-то похожее - угольные электроды для строжки металла. Диаметры и 4,6,8,10 и т.д.
Если так, то 1,3 Ом*м * 0,1 м / 78,5 мм*2 = 0,00165 Ом. Так?

irfps> Сделай многожильный провод необходимого сечения сам. Возьми стандартный медный моточный провод

Да, изначально рассматривал такой вариант, но пока отложил. Мне нужно пока сам принцип руками попробовать. Я же абсолютный ноль в электрике. А чтобы не закопаться в "рукоделии" решил все упростить максимально. Купил шину, например. Алюминиевую.
Да и этот конкретный трансформатор, в составе установки не будет работать - мелкий. Непрерывную работу не выдержит. Я 25кВт переделаю потом

FRC>> Интересно, сопротивление УУКМ при высоких температурах приближается к значениям графита.... Это из-за графитизации? И возвращается ли сопротивление после охлаждения? Нет информации?

irfps> Ты бы обрисовал задачу подробнее, какой графит, какой формы, размеров, до какой температуры
греть.

Задача такая :
1. Я получаю заготовку камеры сгорания из углеволокна на фенольной смоле. Сушу и полимеризую при 150град.Ц.
2. Далее мне нужно провести пироуплотнение термоградиентным способом (нагревать заготовку с одной стороны, а газ пускать с холодной). Планирую начать с обычного бытового пропан/бутана при 600-800 град.Ц Процесс может занимать (я так думаю) до 2-х суток.
Жидкофазным способом делать не хочу. Пробовал. Очень все грязно, вредно и не технологично. Автоматизировать не получается.
3. После пироуплотнения нужно силицировать. Газофазный метод трихлорсиланом представляется удобным, хотя и в парах кремния для начала годится. В любом случае, заготовку так же надо греть с одной стороны (изнутри, например).
Здесь температуры в районе 1800 град.Ц. Время 24 часа, примерно. Поскольку на стадии силицирования нагревательный элемент будет потихоньку переходить в карбид, я хочу избежать: а) дорогостоящих металлов, б) нагревателей из SiC или хромитлантановых, которые требуют плавного нагрева и остывания и имеют ограниченный ресурс в сотни часов.
Хочется что-то типа копеечного угольного стержня, вставляемого внутрь заготовки камеры сгорания. Или набора стержней, чтобы греть КС снаружи. Одну операцию выполнил и выбросил.


3.1. В принципе, хотелось потом прийти к графитации (до силицирования), но для этого надо, видимо, отказаться от нагревателей и подавать ток непосредственно на заготовку. Не знаю пока, как это лучше сделать. Время обработки 20 мин -2 часа (по литературе), но температуры!!, 2800 -3200 Ц.
Пока на такое не решусь.

Такая вот задача,
Размеры заготовок от ф40х70 до ф150 х 350 мм. Пока так.

FRC> Похоже, что придется экспериментально подбирать габариты /конструкцию нагревателя по заданному сопротивлению. Данные по графиту (брал МПГ7) очень разные приводятся и какое верное- не понятно:

Мне попадалось, что для разных графитов и разных сопротивлениях при комнатной, при 2000 градусах у всех сопротивление сходится к ~15 ом/м*мм2 = ~0.000015 СИ
На это, наверное, и надо вначале рассчитывать.

FRC> Если так, то 1,3 Ом*м * 0,1 м / 78,5 мм*2 = 0,00165 Ом. Так?

Если брать моё значение (15), то:

15 / 0.001728 * 0.1 = 868 мм2 — 32 мм диаметром.

Похоже, 1.2 вольта может оказаться маловато.
Хотя очень сильно от теплоизоляции зависит. И вообще от конструкции.

Но это всё лирика.
Тебе надо как-то электричество к графиту подвести.
Если прямо в печке металлические провода подводить, то с большинством металлов будет печально.
Чтоб куски графита торчали из печки и к ним ток?

Xan> Тебе надо как-то электричество к графиту подвести.

Электричество к графиту можно подвести графитом.

FRC>> Похоже, что придется экспериментально подбирать габариты /конструкцию нагревателя по заданному сопротивлению. Данные по графиту (брал МПГ7) очень разные приводятся и какое верное- не понятно:
.....
Xan> Чтоб куски графита торчали из печки и к ним ток?

Xan, тебе не кажется, шо уже выносить пора ? вот отсюда, примерно Обсуждение правил и жизни форума вообще VIII [FRC#03.12.19 03:48]

Тема может быть интересная, некоторы подробности уже пошли, и потерять на 120 странице трепа за "вообще" как-то жалко.

FRC> греть.
Если я правильно понял.
фаза 1 греем 600-800ц
фаза 2 греем 1800ц
фаза 3 греем до 2800-3000.


FRC> Задача такая :

FRC> 2. Далее мне нужно провести пироуплотнение термоградиентным способом (нагревать заготовку с одной стороны, а газ пускать с холодной). Планирую начать с обычного бытового пропан/бутана при 600-800 град.Ц Процесс может занимать (я так думаю) до 2-х суток.


По моему пониманию, заготовка цилиндрообразная(не постоянного диаметра) диаметром от 40мм до 350мм и длинной от 70 до 350мм.

Фаза 1. с одной стороны заготовки отверстие заглушено, с другой стороны так же. В одну из сторон подается пропан\бутан под небольшим давлением, в отверстие в заглушке. С другой стороны заготовку надо нагреть до 600ц. Зона нагрева должна перемещаться? С какой точностью надо греть? Электропроводна ли заготовка? Какая толщина заготовки?
Хотелось бы поясняющую картинку, на каком либо примере, на пример на куске трубы.



FRC> Здесь температуры в районе 1800 град.Ц. Время 24 часа, примерно.
FRC> Хочется что-то типа копеечного угольного стержня, вставляемого внутрь заготовки камеры сгорания. Или набора стержней, чтобы греть КС снаружи. Одну операцию выполнил и выбросил.

Если я правильно понял, все то же, что и в фазе 1, только другой газ и другая температура(1800ц).



FRC> 3.1. В принципе, хотелось потом прийти к графитации (до силицирования), но для этого надо, видимо, отказаться от нагревателей и подавать ток непосредственно на заготовку. Не знаю пока, как это лучше сделать. Время обработки 20 мин -2 часа (по литературе), но температуры!!, 2800 -3200 Ц.

Если вышенаписанное верно, то заготовку током будет не нагреть, слишком большое сечение, и не обеспечить локальный нагрев. Но другие способы явно найдутся.
На картинке правильно нарисовано?