Adaptation de puissance et contrôle de la température pour les cartouches chauffantes de 26 mm
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Une machine de moulage par injection effectue un travail qui nécessite que le moule soit à 250 degrés. L'opérateur règle le contrôleur à 250 degrés, mais la température change en réalité entre 240 degrés et 260 degrés. Les pièces sortent avec des tailles différentes. Les gens critiquent le système de chauffage, mais le problème sous-jacent pourrait être que la puissance du tube de chauffage électrique à tête unique de grand diamètre de 26 mm ne correspond pas au réglage du contrôleur. Pour maintenir la température stable, vous devez utiliser la bonne technique de puissance et de contrôle.
La première chose à laquelle il faut penser est de choisir la bonne puissance pour le travail. Si vous ne fournissez pas suffisamment de puissance au tube chauffant électrique à tête unique de 26 mm, il faudra trop de temps pour atteindre le point de consigne. Le radiateur continuera à dépasser la température cible si vous lui donnez trop d'électricité. Cela provoquera un cycle thermique, qui réduira la durée de vie du radiateur et exercera une pression sur le moule. Une bonne règle de base consiste à faire en sorte que le chauffage fonctionne à environ 60 à 80 % de son cycle de service maximum lorsqu'il est en fonctionnement stable-. Cela vous donne de la place pour vous réchauffer au début sans les cycles sévères qui se produisent avec des radiateurs trop gros.
Pour déterminer la quantité de watts dont vous avez besoin, vous devez connaître la masse de l’objet que vous souhaitez chauffer, l’augmentation de température souhaitée et les pertes de chaleur du système. Les pertes par convection peuvent être importantes pour un moule ayant une grande surface ouverte à l’air. Un tube de chauffage électrique à tête unique-d'un diamètre de 26 mm placé dans un grand moule devra peut-être produire deux fois la puissance prévue en fonction de la masse et de la chaleur spécifique uniquement afin de compenser les pertes continues. Le calcul de la perte de chaleur doit également prendre en compte les canaux de refroidissement, les broches d'éjection et d'autres pièces qui agissent comme des dissipateurs thermiques.
Après avoir choisi la puissance, la façon dont vous la contrôlez devient très importante. La commande marche-arrêt (parfois appelée commande bang-bang) allume complètement la cartouche chauffante jusqu'à ce que la température atteigne le point de consigne, puis l'éteint complètement jusqu'à ce que la température descende en dessous d'une bande d'hystérésis. Pour un tube de chauffage électrique à tête unique d'un diamètre de 26 mm, le contrôle marche-arrêt fonctionne bien pour les applications avec une large plage de température, comme ±5 degrés. Le contrôle marche-arrêt peut générer des variations de température susceptibles de nuire à la qualité du produit lorsque des tolérances plus strictes sont nécessaires.
Le contrôle proportionnel-intégral-dérivé (PID) rend les choses plus fluides. Au lieu d'éteindre complètement la cartouche chauffante, un contrôleur PID en réduit la puissance à mesure que le point de consigne se rapproche. Cette puissance proportionnée maintient le tube chauffant électrique à tête unique de 26 mm constamment alimenté à un niveau inférieur, ce qui maintient la température constante sans cycle. Le contrôle PID prolonge la durée de vie des radiateurs car les pièces à l'intérieur n'ont pas à subir de fréquentes dilatations et contractions thermiques. De nombreux contrôleurs actuels disposent de fonctions de réglage automatique-qui mesurent automatiquement la réponse en température du système et déterminent les meilleurs paramètres PID.
Les contrôleurs de puissance à thyristors (également appelés redresseurs contrôlés au silicium ou SCR) peuvent fonctionner en angle de phase ou en mode rafale pour les applications qui nécessitent le plus de précision. En coupant la forme d'onde CA, l'allumage en angle de phase- modifie la puissance fournie par la cartouche chauffante. Cette technologie vous offre une résolution de contrôle presque illimitée, mais elle génère également du bruit électrique. Les cycles de tir en rafale activent et désactivent des demi-cycles entiers -, ce qui fait moins de bruit mais réduit un peu la résolution. Pour réguler un tube chauffant électrique à tête unique de grand diamètre de 26 mm, les deux approches fonctionnent bien mieux que les relais mécaniques.
Un autre élément qui influence le fonctionnement du contrôle est l’emplacement des capteurs. Le thermocouple ou RTD qui mesure la température du moule doit être aussi proche que possible de la cartouche chauffante sans être sur le chemin de la chaleur. Si le capteur est trop éloigné du radiateur, il mettra plus de temps à répondre, ce qui fera que le contrôleur ira trop loin. Un capteur trop proche peut lire des températures trop élevées en raison du rayonnement thermique de la gaine chauffante. Placer le capteur de température à mi-chemin entre deux cartouches chauffantes de 26 mm et à la même profondeur que les radiateurs donne la mesure la plus précise.
Le câblage électrique est également à revoir. Un tube chauffant électrique à tête unique d'un diamètre de 26 mm et de 2 000 watts à 240 volts transporte environ 8,3 ampères. Les fils qui relient le contrôleur au radiateur doivent être capables de supporter au moins cette quantité de courant, plus une protection supplémentaire. Des fils trop petits provoquent une chute de tension, ce qui signifie que moins de puissance est réellement envoyée à la cartouche chauffante. Cette différence entre la sortie du contrôleur et l’entrée du chauffage rend la température instable, ce qui est très gênant. Pour obtenir des résultats cohérents et reproductibles dans chaque problème de gestion thermique, du simple chauffage de plateau aux systèmes multizones sophistiqués -, vous devez combiner soigneusement la puissance du chauffage, l'étalonnage du contrôleur et l'emplacement du capteur.
