Terminis profiliavimas: kaip pritaikyti 48 V kasetinius šildytuvus netolygioms šilumos apkrovoms
Palik žinutę
Kasetiniai šildytuvai yra labai svarbūs sudėtingoje šiluminės inžinerijos srityje, nes jie suteikia tikslinę šilumą tokiems dalykams kaip liejimas, pakavimas ir orlaivių dalių gamyba. Šios cilindrinės dalys yra patikimos, nes jose yra varžos laidai, esantys magnio oksido izoliacijos viduje ir padengti metalu. Tačiau yra bendra problema: net kai termoporos rodmenys valdymo taškuose yra teisingi, šiluma pasiskirsto netolygiai. Pavyzdžiui, pelėsių kraštai lieka šalti, purkštukų galiukai užšąla arba iš niekur atsiranda karštų taškų. Problema ne ta, kad bendra galia yra per maža; Taip yra todėl, kad įprastų-vienos galvos elektrinių šildytuvų vatų tankis yra vienodas, o tai neatsižvelgia į besikeičiančius šilumos nuostolius. 48 V kasetiniams šildytuvams pritaikytas terminis profiliavimas yra žaidimus-keičianti technologija, kuri reguliuoja šilumos išeigą per visą ilgį, kad ji būtų net sudėtingose situacijose.
Gaminant varžos laidą, terminis profiliavimas reiškia suplanuotą apvijos žingsnio keitimą, kad būtų skirtingo vatų tankio plotai. Įprastame šildytuve vienoda apvija suteikia tiek pat galios colyje, o tai puikiai tinka esant simetriškoms apkrovoms, bet nelabai tinka esant tikrosioms-pasaulio asimetrijoms. Gamintojai padidina vietinę galią, -tarkime, nuo 50 W/in iki 80 W/in-, sugriežtindami ritės žingsnį tose srityse, kuriose yra daug nuostolių. Jie taip pat atlaisvina jį kitose dalyse, kad nebūtų per karšta. Ši modifikacija užtikrina, kad temperatūros profiliai būtų vienodi, o tai pagerina gaminio kokybę ir proceso efektyvumą. Pavyzdžiui, ilgose formos ertmėse, kur galiniai taškai greičiau praranda šilumą, nes turi didesnį paviršiaus plotą, profiliuotas 48 V šildytuvas gali suteikti 40 % daugiau galios gnybtų dalims, kad būtų kompensuoti nuostoliai dėl konvekcijos ir spinduliuotės. Baigtinių elementų analizės (FEA) modeliavimas dažnai padeda šiems projektams modeliuoti šilumos srautus, kad būtų galima rasti geriausią zonavimą.
Puikus pavyzdys yra karšto bėgelio sistemos, skirtos plastiko liejimo įpurškimui, kai išlydytas polimeras turi sklandžiai tekėti kanalais į ertmes. Purkštukų antgaliai greitai atšąla, nes jie yra ploni ir tiesiogiai liečiasi su lydalu. Dėl to jie gali sukietėti ir užsikimšti. Dėl vienodo šildytuvo tai dar labiau pablogėja, todėl kadrai būna nenuoseklūs ir kyla problemų, pvz., trumpų užpildų ar deformacijų. Profiliuoti variantai suteikia 30–40% visos galios antgalio zonoje, o tai yra apie 200 W 2 colių 500 W šildytuvo sekcijoje. Tai palaiko lydalo sklandumą 250–300 laipsnių. Kanalo šildymo atveju vidurinės dalys gali būti vidutiniškai tankios, o pagrindo plotai gali būti labai maži, kad kolektorius neperkeptų. Šis tikslumo lygis sumažina ciklo laiką 10–20%, sumažina laužą ir pailgina įrankių tarnavimo laiką, o tai labai naudinga gaminant daugybę automobilių ar plataus vartojimo prekių.
48V platforma puikiai tinka profiliavimui, nes veikia esant žemai įtampai ir didelei srovei. Su storesniais varžos laidais, tokiais kaip 16-18 gabaritų nichromas, lengviau dirbti su sudėtingomis apvijomis nei su plonesniais siūlais 240 V šildytuvuose. Tai leidžia viename apvalkale turėti nuo dviejų iki penkių atskirų zonų. Trijų{10}}zonų balansavimo atveju įprasta sąranka yra simetriška 35 %/30 %/35 %, kuri ištaiso didelius nuostolius. Kūginiams įrankiams labiau būdingas asimetrinis 50 %/30 %/20 % nustatymas. Išplėstinė kelių zonų konstrukcija gali apimti iki penkių segmentų, tokių kaip 25%/20%/10%/20%/25%, kurie puikiai tinka sudėtingų formų medicinos prietaisams formuoti. Omo dėsnis sako, kad esant 48 V, srovės svarstyklės su energijos poreikiu be įtampos šuolių. Tai palengvina valdymą naudojant PWM arba SSR.
Be zonavimo, „šalto kaiščio“ plėtiniai prideda dar vieną tinkinimo sluoksnį. Šie apvalkalo segmentai, kuriuose nėra pasipriešinimo laido, leidžia šildytuvui pereiti per vėsias vietas, tokias kaip tvirtinimo flanšai ar sandarikliai, nesukeldami jų per karšto. Galite pasirinkti ilgius nuo 0,5 iki kelių colių, todėl šiluma tekės tik į judrias vietas. Šaltas kaištis neleidžia maistui degti maisto ekstruderiuose, o profiliavimas padidina šilumą maišymo zonose. Tokios medžiagos kaip „Incoloy“ arba nerūdijančio plieno apvalkalai pailgina jų tarnavimo laiką, nes nesukelia korozijos drėgnomis arba chemiškai turtingomis sąlygomis.
Norint sukurti individualų-profilinį 48 V kasetinį šildytuvą, visi turi dirbti kartu. Inžinieriai turėtų pateikti išsamius šiluminius žemėlapius, kuriuose būtų rodomi šilumnešiai, aplinkos sąlygos ir numatytos izotermos, naudojant infraraudonųjų spindulių vaizdą arba modeliavimą. Konstrukcija tobulėja naudojant tokius dalykus kaip skylės pritaikymas (tolerancija mažesnė nei 0,002 colio, kad laidumas būtų geriausias), laidų dizainas (toks stačiakampis išėjimas, skirtas erdvės problemoms spręsti) ir įtaisytieji jutikliai (pvz., termoporos, skirtos zonos grįžtamajam ryšiui). Tokios įmonės kaip „Tutco“ ar „Backer Hotwatt“ naudoja CAD įrankius, kad sukurtų apvijų prototipus ir išbandytų juos ant stendo. Išlaidos gali padidėti nuo 20 % iki 50 %, palyginti su įprastai, tačiau galite sutaupyti pinigų energijai (iki 15 % šildydami tik tas dalis, kurioms jos reikia) ir prastovos.
Viena iš problemų yra užtikrinti, kad laidai išliktų stabilūs šiluminio ciklo metu, kad jie nejudėtų ir nesutrumpėtų. Didelio-tankio MgO tankinimas išsprendžia šią problemą. Dėl sustiprintų galų su keraminiais sandarikliais įrenginiai, kurie gali vibruoti, pavyzdžiui, automobilių bandymų įrenginiai, yra patvaresni. Kadangi įmonės naudojasi 48 V įtampa, siekdamos saugos ir dirbti su baterijų sistemomis, profiliuoti šildytuvai puikiai tinka ir gali būti padidinti arba sumažinti.
Galų gale šiluminis profiliavimas 48 V kasetinius šildytuvus iš bendrųjų dalių paverčia pritaikytais šiluminiais instrumentais, kurie gali lengvai atlaikyti netolygias apkrovas. Dizaineriai naudoja kintamas apvijas ir plėtinius, kad viskas būtų nuoseklesnė, o tai pagerina efektyvumą, kokybę ir naujoves visose srityse. Šiuo metu, kai tolerancijos yra didelės, šis pritaikymas yra ne tik malonu turėti; būtina išlikti prieš konkurentus.
