¿El uso más eficiente de las resistencias para calentar una placa de aluminio?

Question

Estoy construyendo una impresora reprap. Tengo una lámina de aluminio de aproximadamente 8x8" para usarla como superficie de impresión, la cual debe ser calentada para evitar problemas al imprimir. </background-info>

Mi placa controladora puede soportar un máximo de 60V @ 11A, antes de que el fusible PTC se dispare o el MOSFET se sobrecargue. No voy a cambiar estos componentes, así que cualquier solución que encuentre tiene que ajustarse a estas limitaciones. Tengo 12x 1 ohm, 10W resistencias de aluminio de montaje en chasis que tengo la intención de abusar como elementos de calentamiento. Estoy tratando de encontrar la forma más eficiente de poner en paralelo/serie las resistencias y qué tensión de alimentación utilizar para obtener la mayor potencia. Las fuentes de alimentación que tengo son de 12V @ 18A, o 24V @ 6.5A, y preferiría no comprar otra si es posible.

Exceder temporalmente el vataje de las resistencias es perfectamente aceptable, ya que sólo estoy apuntando a una temperatura objetivo de 65-110C (dependiendo del plástico utilizado). Cualquier solución con la que esté contento debería alcanzar esa temperatura en 10 minutos más o menos, por lo que empujar 25W a través de una resistencia de 10W en ese tiempo no les causará realmente daños. Y si lo hace, meh, son un dólar cada uno. Después de que la plataforma esté a temperatura, un microcontrolador hará un ciclo de potencia de las resistencias para controlar el calor.

Answer 1

Parece que quieres obtener la máxima potencia de las resistencias y fuentes de alimentación que tienes. La impresión 3D es un proceso largo. No veo cómo superar temporalmente la disipación de potencia nominal puede ayudar. Lo siguiente es para el estado estacionario.

12x resistencias de 1Ω, cada una de ellas de 10W. La potencia total máxima en estado estable que puede disipar es de 120W. Cada resistencia disipa \$P = I^2R\$ . La potencia nominal máxima se alcanza cuando

\$I=\sqrt{\dfrac {P_{rated}} R}=3.16A \approx 3A \$

Elige una combinación serie/paralelo de resistencias tal que

\$\dfrac {V_{supply}} {R_{series}} \approx 3A\$ (poco menos de 3A)

Esto se puede lograr utilizando la fuente de alimentación de 12V y las resistencias en 3x cadenas paralelas cada una con 4x resistencias en serie. Cada cadena tirará de 3A. Juntas, las 3 cadenas tirarán de 9A. La fuente de alimentación de 12V en el P.O. tiene una capacidad de 18A. Debería ser capaz de suministrar la corriente.

Consejos de construcción

• Utilizar grasa térmica
• Aísle térmicamente la parte inferior de la placa, si es posible.