Risoluzione dei problemi dei sistemi di riscaldamento a cartuccia da 72 V: un approccio metodico

Quando un sistema di riscaldamento da 72 V smette di funzionare, la prima cosa che viene in mente è solitamente un riscaldatore a cartuccia-bruciato. Tuttavia, in situazioni di bassa-tensione, il problema è spesso altrove nel sistema, come l'alimentatore, l'interfaccia meccanica o i controlli. Per ridurre al minimo i tempi di inattività ed evitare la sostituzione di parti non necessarie, è necessario un approccio diagnostico razionale, passo dopo passo. Questa è una guida passo passo-per-per risolvere i problemi con i sistemi di riscaldamento a cartuccia da 72 V.

1. Segno: Nessun calore o Troppo poco calore
Principale sospettato: alimentazione


Il motivo più popolare. Per i sistemi a 72 V, l'alimentazione solitamente non proviene direttamente da una connessione di rete di base. Di solito lo fornisce un banco di batterie CC, un alimentatore a modalità commutata- (SMPS) o un sistema trasformatore/raddrizzatore.

Azione diagnostica: utilizzare un multimetro per controllare la tensione direttamente sui terminali del riscaldatore quando il sistema si sta riscaldando (sotto carico). Non misurare quando il controller è spento.

Risultati comuni:

Abbassamento di tensione: se richiedi troppa corrente, un banco di batterie o una fonte di alimentazione non abbastanza grande può "abbassarsi". Se leggi 60-65 V invece di 72 V, perdi molta potenza (Potenza=V²/R). Un riscaldatore da 72 V e 1000 W funziona solo a 60 V ed emette circa 690 W.

Se non c'è tensione, controlla i fusibili, i contattori e i relè a stato solido (SSR) nel circuito di alimentazione. Gli SSR possono rompersi. Assicurarsi che il segnale dall'uscita del controller sia attivo.

2. Sintomo: riscaldamento non uniforme o surriscaldamento in una piccola area
Principale sospetto: cattivo contatto meccanico / adattamento del foro

Questo è il risultato diretto di una installazione non corretta. La guaina del riscaldatore non può trasmettere calore al pezzo in lavorazione.

Azione per la diagnosi: estrarre il riscaldatore in modo sicuro e osservarlo.

Suggerimenti nell'immagine:

Scolorimento localizzato: una fascia marrone, blu o nera su un lato della guaina indica che è presente un grosso spazio d'aria. La guaina è diventata troppo calda nel punto in cui ha perso il contatto con il metallo.

Sezioni pulite e sezioni carbonizzate: le regioni pulite mostrano dove il contatto era buono, mentre le aree carbonizzate mostrano dove era cattivo.

Risposta: Il foro ospite deve essere riparato. Potrebbe essere necessario alesare fino a raggiungere un diametro standard esatto (come H7). Utilizza pasta termica ad alta-temperatura per riempire piccoli spazi vuoti e assicurarti che il nuovo riscaldatore funzioni nel miglior modo possibile.

3. Sintomi: funzionamento intermittente, cicli brevi o superamento della temperatura. Il principale sospettato sono i problemi con il circuito di controllo.

Il riscaldatore funziona, ma la tecnologia che lo controlla no.

Il sensore di temperatura e la regolazione PID sono le cose principali da considerare.

Controllare la termocoppia (TC) o l'RTD per eventuali danni e assicurarsi che il cablaggio sia corretto. Controllarne la resistenza e la continuità. Un sensore rotto fornisce informazioni errate al controller.

Il posizionamento del sensore è molto importante. Se il sensore è troppo lontano dal riscaldatore o in un punto "freddo" nel blocco, non mostrerà la temperatura corretta sul riscaldatore. Ciò fa sì che il controller PID superi troppo il setpoint e quindi si accenda e si spenga rapidamente, sottoponendo l'elemento riscaldante a stress termico.

Ottimizzazione PID: potrebbe essere necessario modificare le costanti Proporzionale-Integrale-Derivativa (PID) del controller per una nuova applicazione. Una messa a punto troppo aggressiva può rendere le cose instabili e creare cicli.

4. Segnale: guasto a terra/intervento dell'interruttore differenziale
Principale sospettato: cattivo isolamento del riscaldatore

Un grave problema che dimostra che l'isolamento elettrico tra il filo della resistenza interna e la guaina esterna non è riuscito.

Test di resistenza di isolamento (Megger) per la diagnosi.

Procedura:​ Impostare il megaohmmetro (megger) su 500 V CC (che è maggiore dei 72 V con cui funziona normalmente il riscaldatore) e misurare la resistenza tra i cavi del riscaldatore e la guaina metallica.

Interpretazione: un riscaldatore che funziona bene leggerà più di 100 megaohm (a volte considerevolmente di più). Se la lettura è inferiore a 1–2 megaohm, l'isolamento è rotto o si sta deteriorando. Qualsiasi misurazione inferiore a 0,5 - 1 Megohm indica un guasto e costituisce pericolo di incendio o scossa elettrica.

Cause:

Ingresso di umidità: l'isolamento igroscopico MgO ha assorbito acqua (vedi l'ultima parte su "bake-out").

Sovraccarico termico:​ L'MgO è stato carbonizzato e scomposto in modo permanente perché è rimasto troppo caldo per troppo tempo a causa di un cattivo contatto con il foro o di un'eccessiva densità di watt.

Azione: è necessario acquistare un nuovo riscaldatore. Scopri cosa ha causato il problema (ad esempio, esegui la tecnica del bake-out o fissa l'alesaggio) e risolvilo per evitare che la sostituzione fallisca rapidamente.

Verifica dell'alimentazione: riepilogo del flusso di risoluzione dei problemi. Controllare i terminali del riscaldatore per assicurarsi che ricevano la piena tensione (sotto carico).

Controllare l'interfaccia: smontare il riscaldatore e cercare sintomi di cattivo contatto e scolorimento.

Controlla i controlli: assicurati che i sensori funzionino, nel posto giusto e abbiano le giuste impostazioni PID.

Controlla lo stato del riscaldatore: usa un megger per controllare la sua resistenza di isolamento e assicurati che sia elettricamente sano.

Seguendo questo processo sistematico, inizi con i problemi più comuni e facili da{0}}controllare-e prosegui fino a quelli più difficili. Un riscaldatore a cartuccia da 72 V è un componente di lunga-duratura. Se si rompe troppo presto, di solito è segno di un problema con l'intero sistema. Seguire questa regola è importante per ottenere un funzionamento stabile-a lungo termine.