Contrôle de la température du four

Nous sommes expérimentés dans l'utilisation de fours électriques, y compris les modèles de paillasse, à chargement par le haut et à chargement frontal de tous âges. Si vous cherchez à développer ou à rénover votre four, nous avons les connaissances et les produits pour vous aider. Les fours électriques sont largement utilisés en céramique/poterie, bijouterie, métallurgie et verrerie. Nous partageons ici certaines des questions fréquemment posées, des problèmes et des solutions lorsque vous travaillez avec des fours électriques de toutes tailles.

Comment fonctionnent les fours électriques ?

Les fours électriques sont disponibles en différentes tailles pour s'adapter au type de produit chargé et à l'alimentation électrique disponible. Tous les fours nécessiteront un régulateur de température pour maintenir une température interne stable. Les fours plus anciens peuvent contenir des commandes analogiques, des cônes KilnSitter et d'autres dispositifs thermostatiques de base. Un four moderne sera livré avec un régulateur de température basé sur un microprocesseur capable de maintenir un point de consigne extrêmement stable. Les autres pièces électriques généralement requises seraient des relais statiques, des éléments et une sonde/thermocouple de température. À cela s'ajoutent des composants de sécurité importants, notamment des disjoncteurs ou des fusibles, un isolateur et un dispositif de surtempérature.

Figure 1 - Petit four de paillasse avant la mise à niveau Novus N20K48

Un seul élément chauffant ou un certain nombre d'éléments individuels peuvent être utilisés. Les éléments peuvent être configurés pour des alimentations monophasées ou triphasées. Le nombre d'éléments et leur résistance définiront la puissance totale en KW du four.

Lorsque les éléments chauffent, l'air à l'intérieur du four commence à chauffer et à monter par convection. Cette action fait circuler l'air à l'intérieur du four. La température des briques augmentera également par conduction à partir des éléments. Au fur et à mesure que le processus se poursuit, tous les matériaux à l'intérieur du four commenceront à émettre de la chaleur.

Le principe de fonctionnement pour l'utilisateur doit normalement être maintenu aussi simple que possible. Allumez le four, vérifiez le point de consigne et exécutez un programme si nécessaire. Le régulateur de température lira la température interne et continuera d'appliquer de l'énergie aux éléments jusqu'à ce que le point de consigne soit atteint. Différents matériaux ou traitements thermiques peuvent nécessiter des fonctions plus avancées pour obtenir le produit final souhaité. Nous recommandons nos modèles N1050 et N20K48 pour la majorité des applications de fours car ils prennent en charge la programmation Rampe et Maintien. Bien que vous n'ayez pas besoin de cette fonction immédiatement, il est judicieux d'envisager de futurs changements dans les matériaux et les profils de température.

Un cycle typique de rampe et de maintien pourrait fonctionner comme suit :

Allumer le four
Attendre que le point de consigne initial soit atteint
Entrer un numéro de programme
Le programme s'exécute à travers un certain nombre d'étapes ou de segments
Chaque segment a sa propre température cible et sa propre durée
Le programme se termine, le four refroidit
Différents numéros de programme représentent des cycles de température alternatifs

Figure 2 - Novus N1050 Autotuning (Rétrofit sur four)

Considérations lors de la mise à niveau des fours électriques

Il existe des considérations de conception importantes qui peuvent éviter des temps d'arrêt futurs et garantir que votre four fonctionne de manière optimale :

Emplacement des commandes électriques - bien que certains fours aient des commandes intégrées, il est important de tenir compte des températures impliquées et de la nature du matériau chauffé. Pour les fours plus grands, nous préférons voir un panneau de commande électrique dédié monté séparément du four. Cela permet un bon accès au système de commande mais aide à éviter certains des problèmes associés à la chaleur et aux particules fines.
Choix des composants - nous vendons des contrôleurs Novus avec une garantie de 3 ans. Il existe de nombreux fournisseurs de contrôleurs de température sur le marché. Notre principale recommandation est d'utiliser une marque établie qui répond aux normes CE ou autres normes internationalement reconnues. Un contrôleur bon marché sans marque ne vous donnera pas de nombreuses années de service et peut également entraîner des problèmes plus graves. L'investissement est faible, notre N1050-PR est à moins de 100,00 £ + TVA et est livré avec des fonctions de programmation Rampe et Maintien.
Relais statiques - les SSR sont une partie importante du processus car ils sont commutés par le contrôleur pour appliquer l'énergie aux éléments. Cette commutation peut se produire très rapidement pour garantir que la température ne dépasse pas le point de consigne. Le contrôle de température PID est traité en profondeur ailleurs, mais le rôle du SSR ne doit pas être négligé. Les SSR génèrent de la chaleur et sont la principale cause de défaillance des fours de revêtement en poudre que nous voyons. Si les SSR ont été correctement dimensionnés, installés et ventilés, vous pouvez vous attendre à très peu de problèmes. Lisez la suite pour découvrir certains de nos conseils pour une construction de four réussie.
Évaluation des câbles et des composants - il est crucial de considérer que le type de câble et le courant nominal sont appropriés. Cela est vrai pour toutes les connexions internes ainsi que pour l'alimentation principale du four. L'utilisation de disjoncteurs et de fusibles ne sera efficace que si des calculs de base basés sur la taille des éléments ont été effectués.
La sélection du type de thermocouple est importante - certaines plages de température conviennent à différents types de thermocouples. Pensez à la température maximale à laquelle vous souhaitez faire fonctionner le four et assurez-vous que le thermocouple est adapté.
Pensez à la sécurité - il existe des questions de base qui peuvent éviter des dangers potentiels tels que : Tous les matériaux sont-ils adaptés à la température impliquée avec une marge de sécurité ? Que se passe-t-il si la commande de température tombe en panne et que le four surchauffe ? Que se passe-t-il si un élément ou un SSR tombe en panne ? Nous recommandons également l'utilisation d'une ventilation appropriée pour traiter les fumées générées.

Figure 3 - Grand four à chargement frontal avant la mise à niveau N20K48

Sur l'image ci-dessus, notez les mesures supplémentaires d'un contrôleur additionnel dédié pour la surveillance de la surtempérature et l'interrupteur de fin de course de porte. L'interrupteur de porte coupera l'alimentation des éléments pour s'assurer que le four ne fonctionne qu'avec la porte fermée.

Conseils pour la mise à niveau des fours électriques

Il existe de nombreuses considérations de conception mécanique lors de la construction d'un nouveau four. Nous partageons ici nos meilleurs conseils pour la conception électrique qui peuvent être appliqués aux fours neufs ou anciens en cours de rénovation.

Construisez une armoire électrique dédiée pour loger le régulateur de température, le relais statique et les autres composants électriques. Cette armoire doit avoir un point d'isolation électrique unique pour le four. Si ce n'est pas possible, utilisez une isolation de qualité et un espace d'air pour éviter la surchauffe des commandes électriques.
Assurez-vous que tous les câbles sont dimensionnés de manière appropriée pour les charges électriques requises et qu'ils sont du type correct pour les températures auxquelles ils seront exposés.
Choisissez des composants de marque, ils n'ont pas besoin d'être haut de gamme ou de marque leader. Mais si votre four doit être fiable, vous devrez faire un investissement modeste.
Dissipez la chaleur des SSR. Vérifiez qu'ils sont surdimensionnés pour la charge électrique, montés sur un dissipateur thermique avec de la pâte thermique. Faire fonctionner un SSR de 40 A à pleine charge sans dissipateur thermique est une recette pour la catastrophe.
Installez un dispositif de surtempérature. Il peut s'agir d'un dispositif mécanique ou électrique qui interrompra l'alimentation des éléments en cas d'atteinte d'une température maximale. Il doit fonctionner indépendamment du régulateur de température principal.
Consultez des professionnels. Si vous n'êtes pas sûr de la façon de câbler les commandes du four, parlez-nous ou trouvez un électricien qui peut vous aider. Nous avons nos propres schémas de câblage d'échantillons qui peuvent être utilisés comme point de départ lors de la planification d'une nouvelle construction ou de commandes modifiées.

Figure 4 - Novus N1050 précâblé pour le client

Équipements connexes

Nous avons en stock une gamme complète de Contrôleurs de température PID et de Relais statiques adaptés aux mises à niveau de fours, y compris les modèles Avancés présentés ci-dessus.

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Voir aussi Contrôle de la température du four de revêtement en poudre, Sécurité de la température PID, et Dépannage.