Practic, orice tip de încălzitor, chiar dacă este clasificat pentru 220 V, poate avea mai multe tipuri de conexiuni, care diferă în funcție de numărul de faze: monofazat, bifazat și trifazat. Există mai multe diagrame de conectare, care vor fi discutate în acest articol.
Conexiune monofazată
Acesta este cel mai simplu mod de a conecta un încălzitor electric la o sursă de alimentare. Primul conductor conectat la miezul elementului de încălzire este faza, iar al doilea conductor acționează ca neutru („zero” care transportă curentul înapoi). Un exemplu tipic de conexiune monofazată este prezentat în figura 1.
Acest tip de conectare este cel mai frecvent în rețelele de alimentare casnice de 220-240 V și în alte rețele cu tensiuni de la 12 la 60 V (în trepte de 12 V), precum și la 110 V. În figura 2 este prezentată o reprezentare schematică a conexiunii la o sursă monofazată.
Încălzitoarele electrice nu au polaritate, astfel încât o fază (tensiune) poate fi aplicată la oricare dintre cele două conductoare. Această caracteristică reprezintă principalul avantaj al acestui tip de conexiune: versatilitate și simplitate.
Conexiune bifazată
Acest tip de conexiune implică, de asemenea, doar două conductoare conectate la încălzitorul electric. Cu toate acestea, în loc de „zero”, cel de-al doilea conductor este alimentat cu o a doua fază. Acest tip de conexiune nu include un conductor neutru. Un exemplu de conexiune bifazică poate fi văzut în ilustrația de mai jos.
Acest tip de conexiune este utilizat în rețelele de curent alternativ cu tensiuni cuprinse între 380V și 400V. Aceasta nu implică nicio modificare vizuală sau constructivă în comparație cu conexiunea monofazată, după cum se poate observa prin examinarea diagramei din figura 4.
Conexiunea bifazică are avantaje și dezavantaje. Elementul de încălzire generează mai multă energie termică. Cu toate acestea, puterea crescută are un efect negativ asupra duratei de viață și a fiabilității elementului de încălzire.
Conexiune trifazică
Există două implementări diferite ale acestui tip de conexiune: „stea” și „delta”. Ambele sisteme sunt ilustrate în figura de mai jos.
Există o diferență legată de tensiune între schemele de conectare trifazată de mai sus: alimentarea cu curent de fază de 220 V sau cu curent de linie de 380 V. Indiferent de alegerea schemei de conectare, mărimea curentului de fază rămâne constantă.
O conexiune în stea este prezentată în ilustrația de mai jos.
Această schemă de conectare utilizează trei conductori, inclusiv un conductor neutru, care este de obicei evidențiat în albastru. Unele circuite nu includ un conductor neutru. Dar această versiune de conexiune trifazată nu este recomandată (trebuie să fie prezent conductorul neutru).
Conectarea în stea a elementului de încălzire la sursa de alimentare este prezentată în ilustrația de mai jos.
Producătorul își poate completa produsul cu contacte în loc de fire. De regulă, contactele neutre sunt întotdeauna marcate cu albastru, așa cum se arată în ilustrația de mai jos.
Conexiunea trifazată se caracterizează prin două avantaje importante față de alte tipuri de conexiuni: fiabilitate mai mare și durată de funcționare mai lungă. Acest lucru se datorează a două caracteristici: utilizarea unei tensiuni de fază (220-240 V) și prezența unui rezistor cu o suprafață mare a secțiunii transversale. Singurul dezavantaj al acestui tip de conexiune este pierderea energiei electrice. Cu toate acestea, este posibil să se obțină o putere mai mare în tipul de conexiune trifazată prin utilizarea unui al doilea circuit – delta (prezentat schematic în figura de mai jos).
Această schemă de conectare se utilizează atunci când se operează cu o tensiune de linie de aproximativ 380 V. În acest caz, fiecare secțiune a circuitului de încălzire este alimentată cu două faze, ceea ce reprezintă principala diferență față de schema electrică anterioară, în care doar o fază era alimentată la fiecare secțiune.
Acest circuit (numit „clasic”) are trei conductori cu trei faze. Nu există un conductor neutru în acest circuit. Diagramele de mai jos ilustrează principiile de conectare cu ajutorul circuitului „clasic”.
Acest tip de conexiune are două avantaje importante în comparație cu o conexiune în stea: o putere mai mare, o conectare mai ușoară și nici o cablare inutilă. La fel ca în cazul oricărei conexiuni, circuitul „clasic” are dezavantajul că durata de viață a elementului de încălzire este redusă din cauza curentului de ieșire ridicat.
Circuitul include o împământare de protecție în scopuri de siguranță, precum și o împământare neutră pentru egalizarea potențialului. Mulți oameni consideră în mod eronat că cele două concepte sunt identice.
Pentru a evita accidentele, echipamentul care urmează să fie conectat trebuie să fie pus la pământ de la început (aceasta este o cerință de siguranță). Unitățile de încălzire care nu sunt închise în metal nu trebuie să fie legate la pământ. Nevoia de împământare pentru a preveni accidentele este ilustrată în figura de mai jos.
Următoarele ilustrații prezintă diferite diagrame de cablare cu un fir de împământare.
Termocuplu în elementele de încălzire
Elementele de încălzire conțin un termocuplu, care este conceput pentru a determina temperatura încălzitorului în sine, nu a obiectului căruia îi transmite energie termică. În mod obișnuit se utilizează două tipuri de traductoare termoelectrice:
„K” este un conductor subțire acoperit cu o izolație albă.
„J” este un conductor metalic împletit cu izolație colorată.
În cazul în care nu este posibil să se determine tipul de conductor din caracteristicile sale externe, se recomandă să se utilizeze proprietățile lor magnetice. La un termocuplu de tip „K”, conductorul minus este magnetic, în timp ce la un termocuplu de tip „J”, conductorul plus va fi magnetic.
Opțiunile de conectare a termocuplului sunt prezentate în ilustrațiile de mai jos.
La conectarea TRM, utilizați diagrama prezentată pe carcasa unității. Conectați alimentarea cu fază și zero la primele două porturi. În al treilea și al patrulea port, conectați faza și TRM. Plusul și minusul senzorului termic sunt conectate la porturile 13 și, respectiv, 14.
Opțiunile de conectare sunt prezentate în ilustrațiile de mai jos.
Pentru mai multe informații despre tipurile și schemele de conectare a încălzitoarelor electrice, contactați un specialist. Trei parametri importanți depind de opțiunea selectată: puterea, fiabilitatea și durata de funcționare.