Berekenen kanthaldraad keramiekoven

Ik heb een tijdje geleden een keramiekoven gekocht, graag had bij deze de weerstandsdraden vervangen omdat deze sterk geoxideerd blijken te zijn. Bij testen van de oven kom ik niet aan de juiste temperatuur (1250°).
De oven heeft een vermogen van 9 KW.
De kanthaldraad die ik zou gebruiken is 2mm dik en is van het type D en heeft een weerstand van 0.43 ohm/m. De huidige kanthaldraad is in spiraalvorm gewikkeld en heeft een diameter van 2.2mm, op zich geen probleem, de nieuwe draad zal dan iets korter zijn. De huidige aansluiting van de draden is in ster aangesloten waarbij er op elk fase 4 spiralen zitten, dus in totaal 12 spiralen die telkens dubbel liggen in de oven.
Hierbij mijn berekening.
Spanning over de weerstanden = 230V
9000 Watt : 230V =39 AMP
400V : 39 AMP = 10,25 ohm (totale weerstand)
10,25 ohm : 0.43ohm/m= 23m (nodige kanthaldraad)
23m : 12 spiralen = 1.91m per spiraal

Deze lengte is volgens mij veel te weinig als ik deze nog moet wikkelen in spiraalvorm hou ik mss maar een halve meter over.
De huidige spiraalvorm heeft al een totale lengte van 1.2m gewikkeld.
Heeft iemand hierop een antwoord, zit ik verkeerd in mijn berekening?

Arco

Special Member

Ik zie 230v en 400v in je berekening, dat kan niet allebei. Wat is het?

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
GJ_

Moderator

Voeding 400V geeft 230V over de weerstanden.

Als de boel is ster staat kan je per fase gaan rekenen lijkt mij. 3000W/230V=13,04A per fase.
Je rekent eerst met 230v en gaat dan verder met 400 v.
230 / 13,04= 17,63 Ohm.
Dat is dan 17,63 /0,43 ohm per meter = 41 m voor 4 spiralen.
Dan kom ik op pakweg 10 m per spiraal?
Dat is totaal wat anders dan wat je nu zegt te hebben nl 1,2 m per spiraal. Het zal toch ergens in de buurt van het huidige uit moeten komen.
Er klopt iets niet. Staan die spiralen dan weer in serie want wat bedoel je met dubbel liggen?
ik kauw er nog even op

Arco

Special Member

Op 27 januari 2023 11:46:45 schreef GJ_:
Voeding 400V geeft 230V over de weerstanden.

Ik had over de 'ster' heen gelezen... ;)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

volgens mij is het 17,7 Ohm per fase
4 draden parallel geeft dan 71 Ohm per draad
met 0,43 Ohm/m wordt dat dan 165 meter draad.

maar dat lijkt me ook erg veel, zeker als er 12 strengen in zitten

Arco

Special Member

Volgens mij ook...

39.13A / 12 = 3.26A per element.
230V / 3.26A = 70.55Ω

En 230V * 3.26A is weer netjes 750W per element...

[Bericht gewijzigd door Arco op vrijdag 27 januari 2023 12:40:12 (25%)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Even zonder ook te gaan rekenen; houdt in gedachten dat de weerstand heet flink hoger zal zijn als koud.

Arco

Special Member

Simpelste is een datasheet van het draad, of weerstand van een bestaand element opmeten (met een meter die goed lage weerstand kan meten)
Resistivityfactor (Ct) is bij 1400 graden zo te zien 1.05, dus wordt de draad iets van 5% korter als berekend...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Blijkbaar een foutje in mijn berekening, het moet dus 230 volt zijn ipv de 400v, maar dan zou mijn berekening nog minder meters uitkomen.

Inderdaad mss best om per fase te rekenen.

De spiralen liggen per 4 in serie, dit voor elke fase, dus 12 in totaal.

Om eventjes praktisch te verwoorden, als je in de oven zelf kijkt zie je in totaal 24 spiraalbanen, 2 banen is telkens 1 weerstandsdraad, achteraan de oven zijn dan 4 weerstandsdraden in serie per fase met een 6mm² verbonden. Dus 3 x 4 weerstandsdraden is 12 in 24 banen, vandaar mijn verwoording met 'dubbel liggen'.

De huidige gewikkelde spiraaldraad kan ik helaas niet meer uitrollen om eventueel deze lengte te meten. Hij is veel te hard geworden hij zou dan breken.

Arco

Special Member

Met een goede meter moet je wel de weerstand kunnen meten. die moet ca. 67 Ohm zijn...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

als de spiralen in serie liggen wordt het ongeveer 4 Ohm per spiraal
per spiraal @ 0,43 Ohm een kleine 10 mtr

Arco

Special Member

Ah,

Als ze in serie staan wordt 't een ander verhaal...

39.13A / 3 = 13.04A per segment.
230V / 4 / 13.04A = 4.41Ω per element (* 0.95 is 4.19Ω )

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Op 27 januari 2023 15:02:37 schreef Koen VH:
Blijkbaar een foutje in mijn berekening, het moet dus 230 volt zijn ipv de 400v, maar dan zou mijn berekening nog minder meters uitkomen.

Inderdaad mss best om per fase te rekenen.

De spiralen liggen per 4 in serie, dit voor elke fase, dus 12 in totaal.

Om eventjes praktisch te verwoorden, als je in de oven zelf kijkt zie je in totaal 24 spiraalbanen, 2 banen is telkens 1 weerstandsdraad, achteraan de oven zijn dan 4 weerstandsdraden in serie per fase met een 6mm² verbonden. Dus 3 x 4 weerstandsdraden is 12 in 24 banen, vandaar mijn verwoording met 'dubbel liggen'.

De huidige gewikkelde spiraaldraad kan ik helaas niet meer uitrollen om eventueel deze lengte te meten. Hij is veel te hard geworden hij zou dan breken.

heb je al eens gekeken of het vermogen wel klopt van de oven? op je slimme meter kun je vaak het actuele vermogen aflezen. het kan ook een gare verbinding zijn in de oven zelf, laspunt of thermische beveiliging met 1 verbrand contact oid..

waar rook was, werkt nu iets niet meer
Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 27 januari 2023 15:02:37 schreef Koen VH:
De spiralen liggen per 4 in serie, dit voor elke fase, dus 12 in totaal.

Om eventjes praktisch te verwoorden, als je in de oven zelf kijkt zie je in totaal 24 spiraalbanen, 2 banen is telkens 1 weerstandsdraad, achteraan de oven zijn dan 4 weerstandsdraden in serie per fase met een 6mm² verbonden. Dus 3 x 4 weerstandsdraden is 12 in 24 banen, vandaar mijn verwoording met 'dubbel liggen'.

Kortom, per fase staat alle draad in serie.
Ik ga met @Eastwoord labs mee, dat er in elke fase dus 41 m van de nieuwe draad moet komen.

De lengte van de oude draad (per fase) zou, door zijn grotere diameter, zo'n 21 % langer moeten zijn, als tenminste het materiaal hetzelfde is.
Je kunt de 'afgerolde' lengte (per fase) van de oude draad wel schatten door de binnen- en buitendiameter1 van de spiraal te meten (met een schuifmaat, bijvoorbeeld), de totale gewikkelde lengte te meten, en het aantal windingen te 'tellen'. Dat laatste kan letterlijk, wat een hele klus is, of je kunt gewoon kijken hoeveel windingen er in 10 cm gaan.

--
1Het gemiddelde van buiten- en binnendiameter is de rekendiameter voor de lengteberekening. Het verschil tussen de twee is een check, en zou 2×2,2 mm moeten zijn.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Heb eens gepolst bij een ovenverkoper/hersteller.
Deze stuurde mij volgende berekening door :

230 volt X 13,2 ampère = 3.036 X 3 = 9.108watt
230V:13,2A= 17,42 Ohm : 0.43 = 40,5214940098661 meter : 4 spiralen = 10,13037350246653 meter per spiraal dat X 12
4,355 ohm per spiraal

Totaal 121,5644820295983 Meter nodig in de oven.

Nog wat extra bestellen en ik kan eraan beginnen.
Allen dank voor de nodige info.

En welke thermostaat of regelaar ga je gebruiken ?

Op 30 januari 2023 09:56:56 schreef Lead Acid:
En welke thermostaat of regelaar ga je gebruiken ?

De oude sturing heb ik volledig verwijdert, deze was nog met instelbare timers. Ik heb het thermokoppel vervangen en is aangesloten op een dtron 316 van jumo deze stuurt een mA signaal naar een ilc150eth van Phoenix (plc). Hierbij ga ik zelf het programma schrijven om de oven aan te sturen. Bedoeling is ook een web lay-out te voorzien zodat ik verschillende programma's kan instellen via de pc.

Op 27 januari 2023 11:50:48 schreef Arco:
[...]
Ik had over de 'ster' heen gelezen... ;)

Dan was het waarschijnlijk een 'zwart gat'? :)