Управление мощностью ТЭН. Проблема и варианты решения

Здравствуйте!

Есть некий электро котел. В нем есть допустим 3 ТЭН, каждый по 3кВт мощностью.
Нужно управлять этим котлом.

Простое управление по гистерезису не подходит, так как из за огромной инертности системы (250+ литров) систему сильно заносит, и происходит пере-регулирование.

Проблему отлично решил с помощью ПИД, добившись точности температуры 0.8-0.12 градуса ...
Если бы не одно но - за 3 недели спалил ТЭН.

В качестве устройства коммутации использую симистор с драйвером, с детектором перехода через нуль.

Использовал такую схему - ПИД мне выдает значение 0-100, а я его интерпретирую во временной период, то есть делаю медленный ШИМ. Например ширина периода 180 секунд.
Если ПИД выдает 50 процентов мощности, то котел у меня 90 секунд работает, 90 стоит. Ну я думал суть понятна.

Проблема в том что ТЭН похоже не раздлелил мое увлечение микроконтроллерами и программированием, и от огромного количества старт-стоп сгорел.

Как как частота тока 50 гц, у меня получается с детектором перехода через 0 в секунде есть 100 точек, где я могу включиться.

Сегодня купил новые ТЭН, теперь думаю как реализовать управление ?

Предлагается вариант - период окна в 1 секунду. Или может даже чуток меньше можно.
50 процентов мощности это 0.5 сек работает 0.5 нет.

Я так понимаю главное это ТЭНу не давать остывать - чтобы спирать не испытывала стартовые нагрузки при разогреве.

Друзья, что скажите? Очень нужны советы, дома холодина, спать ночью буду в одежде.
Высокочастотный шим использовать нет возможности по определенным причинам.
Сейчас весь мой арсенал это симистор с детектором перехода через ноль, то есть 100 точек входа каждую секунду + моя фантазия.

Буду раз любым советам

 

Почему? Он при обычном включении 50 раз в секунду "выключается и включается". Переменка ведь

 

Как вариант - разбить диодами каждый ТЭН на два канала регулирования. Один канал "грубая настройка", второй канал - через Ваш "ШИМ". ТЭН будет работать на включение - выключение только в полуфазе - остывать не будет, температурных скачков не будет (режим 1,5 или 3 кВт, вместо 0 или 3).

 

Про "некий электрокотёл" узнали, "продолжаем разговор"(с) Т. Шаов, хорошо бы теперь узнать про "некий циркуляционный насос" и его временным фазам по отношению к фазам включения элекротенов . + температуры (t)...

 

Насос циркуляционный постоянно работает на 3 скорости. Температура теплоносителя максимальная 41 градус, между подачей и обраткой дельты почти нет. (может градус).
При таком раскладе я думаю модель насоса значения не имеет.
Никаких признаков перегрева ТЭН нет.

p. s. по этой же причине нет накипи ...

 

@alekseypb, тоже в свое время из некоторого котла делал то, что нужно. ТЭНы не горели. Период ШИМа был 30 сек., по моему. Потом ушел на фазовое регулирование.

 

Да, этот некоторый котел был не Миасс. Поэтому ТЭНы и не горели...

 

Извините, но не знаю что такое Миасс. У меня котел самодельный, варенный собственноручно.
А фазовое управление как именно работает? Если не сложно, в двух словах? Именно про то, как Вы управляли?

 

Все просто - трёхфазный регулятор fotek. Как работает? На входе напряжение 0-10 в на выходе управление мощностью 0-100%. Ключи открываются при переходе через 0, закрываются в пределах одного периода. Надо 25% мощности будут огрызки в четверть периода. Надо 50 - будет пол периода. Как то так...

 

Ну по сути у меня на столе лежит тот же симистор. который стоит в фотеке.
И сам фотек рядом лежит, только в виде SSR и без ручки регулирования.

Отсюда выходит что мой метод периода=Ваш регулятор мощности с детекторм нуля.
Единственное что мне нужно угадать это период, чтобы не было мерцания света (ламп)

 

Нет. У фазового регулирования нет старт-стопа. При нем лампы не мигают. И для ТЭНа получается плавная регулировка напряжения. И именно регулировкой напряжения достигается управление мощностью а не временем включения. Хотя это вроде тоже как шим, но с периодом в 20 млсек.

 

Вы о чём ребята, что бы не замёрзнуть, или о терморегулировании?

 

Ничего не путаете ? Чтоб закрыть тиристор "неестественным" путём надо много чего нагородить (противофазный тиристор с отдельным ИП), да и помехи будут дай боже . Нет, есть конечно ж ж запираемые тиристоры, но там структура существенно сложнее (по сути, тот ж противофазный тиристор) и мощных живьём не видал...

 

Только что опытным путем определил что период в секунду, и ниже, вплоть до 50мс - не катит. Свет моргает, глаз режет ...

Весь интернет перерыл, нигде не могу найти информацию на тему как часто можно включать выключать электро ТЕН ...
Прийдется думать больший период, но только вот понять бы на сколько больший ... чтобы и точность осталась, и ТЕН служил достаточно долго.