Как запитать длинный (30 футов) нихромовый провод от настенной розетки переменного тока 120 В

но я разговаривал с несколькими людьми, которые имеют опыт в электронике, и они предложили использовать MOSFET или PWM для питания длинных катушек из нихромовой проволоки.

Это то, что я бы использовал для разработки схемы управления нихромовой катушкой.

Но, как уже упоминал ваш инструктор, вам не нужно разрабатывать собственную схему. Читай дальше...

(304 В при 2,4 А для достижения 1000 градусов по Фаренгейту) Это точные цифры?

Ну да, если вы хотите, чтобы было 1000 градусов по Фаренгейту. Настенное питание составляет 120 В (в вашей стране), поэтому, когда вы подключите эту катушку, оно будет больше похоже на 120 В при 0,9 А (может быть, больше 0,9, но меньше 2,4) и по моим оценкам, основанным на ваших первоначальных цифрах, около 250-400 градусов по Фаренгейту.

Более короткая длина провода на самом деле будет выделять больше тепла из-за более низкого сопротивления. Найдите длину, которая будет создавать нужное количество тепла при 120В. Или, если это слишком мало (и недостаточно далеко), вы можете найти длину, которая создает вдвое меньше тепла, но затем использовать два из них параллельно.

Я разговаривал со своим инструктором, и они сказали, что для такой длины я должен буквально просто подключить настенную розетку к диммеру и направить диммер прямо на спиральную нихромовую спираль. Оттуда я мог относительно легко контролировать температуру.

Ага. Вот что на самом деле делает диммер.

Я чувствую, что это действительно плохая идея, и что должны быть какие-то дополнительные меры предосторожности.

Я вижу здесь три основные опасности:

• Не кладите рядом легковоспламеняющиеся предметы, потому что они могут загореться (да)
• Не прикасайтесь к токоведущим частям, включая нихромовую проволоку, когда она подключена к сети, потому что вас может ударить током.
• Убедитесь, что провод не касается чего-либо проводящего, в том числе самого себя — это будет так называемое короткое замыкание , которое увеличит ток.

Я думаю, что первые два легко решаются здравым смыслом - убедитесь, что вся проводка под напряжением находится в месте, где вы случайно не заденете ее, и где нет ничего легковоспламеняющегося.

Чтобы смягчить третью возможность, если вы не доверяете своему устройству, вы можете добавить плавкий предохранитель последовательно с нихромовой проволокой. Я не очень компетентен, чтобы предложить, какой тип предохранителя.

Вы также можете дважды проверить сопротивление с помощью мультиметра, если хотите (когда он не подключен к сети), чтобы убедиться, что вы не замкнули его. Сопротивление должно быть более или менее таким же, как вы рассчитали.

МОП-транзисторы слишком сложны (относительно) для такой простой задачи, все, что вам нужно для нагревательного элемента, - это управление SCR, отсюда и предложение «диммера», потому что большинство диммеров - это просто простое симисторное устройство. Вы также можете использовать простое дешевое SSR (твердотельное реле), которое выполняет пропорциональное управление по времени, таким образом, вы можете автоматизировать это, если необходимо, то есть использовать ПИД-регулятор для непосредственного поддержания температуры.

Я чувствую, что это действительно плохая идея, и что должны быть какие-то дополнительные меры предосторожности.

Вы абсолютно правы. Проблема с любой катушкой, напрямую подключенной к сети, заключается в том, что случайное прикосновение к любой ее части может быть опасным. И, в отличие от обогревателей, змеевики обычно выставляются на большую площадь поверхности.

Итак, помимо очевидных механических решений, вроде заземленного металлического корпуса с защитным экраном или решеткой, в качестве дополнительной меры безопасности хотелось бы предложить изоляцию трансформатора. Возможны две конфигурации.

Во-первых, перед диммером можно поставить трансформатор 1:1 . Плюсы: можно использовать любой готовый диммер; Прикосновение к проводу в одном месте относительно безопасно. Минусы: по-прежнему опасно прикасаться к проводу в двух местах далеко друг от друга.

Во-вторых, после диммера можно поставить трансформатор . В этом случае вам понадобится диммер, способный управлять индуктивными нагрузками. Ищите готовые контроллеры двигателя или вентилятора или создавайте свои собственные. На этом сайте есть множество связанных вопросов .

Теперь в этой конфигурации можно использовать трансформатор с другим коэффициентом трансформации и снизить выходное напряжение до более безопасных 24-40В. Пересчитать длину нихрома на новое напряжение. Если он слишком короткий, чтобы покрыть требуемый размер нагревателя, используйте несколько проводов параллельно. Убедитесь, что ваш вторичный трансформатор может поддерживать ток, а диммер может обеспечить мощность. Плюсы: намного безопаснее в использовании; можно использовать некоторые готовые компоненты. Минусы: несколько сложнее.

Наконец, если выбор нихромовой проволоки не определился, рекомендую присмотреться к керамическим нагревателям , предназначенным для вакуумной формовки. Они могли бы быть дороже, но они намного безопаснее открытой нихромовой катушки. С ними прекрасно работает простой диммер, так что общая стоимость может быть на самом деле ниже.