加熱器中大功率可控硅的控制原理及調(diào)試方法

 可控硅電力控制器，目前在工業(yè)中已被廣泛應(yīng)用于各種電力設(shè)備中，諸如窯爐、熱處理爐、電氣高溫爐、合成電爐、變換脫硫加熱爐、熱處理爐、熱水爐、蒸汽鍋爐、導(dǎo)熱油爐、高周波機(jī)械、電鍍設(shè)備、印染設(shè)備、涂裝設(shè)備、射出機(jī)、押出機(jī)等，然而因?yàn)樨?fù)載的不同，使用環(huán)境的限制，而又有各種不同的控制模式及各種追加配備，如相位控制，分配式零電位控制，時(shí)間比例可調(diào)式零位控制。

　　1．原理簡介 可控硅電力控制器的基本原理是通過控制信號輸入，去控制串在主回路中的可控硅（晶閘管）模組，改變主回路中電壓的導(dǎo)通與關(guān)斷，由此達(dá)到調(diào)節(jié)電壓或功率的目的。控制器一般是由控制板加上主機(jī)（主回路）組成。 可控硅電力控制器又可分為調(diào)壓器和調(diào)功器 探用相位控制模式的可控硅電力控制器可叫做調(diào)壓器，由于觸發(fā)控制回路采用了集成電路器件，明顯提高了該調(diào)壓器的穩(wěn)定性和可靠性。具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制靈活、調(diào)節(jié)平滑、三相對稱性好、操作維修方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。克服了原可控硅調(diào)壓器對電網(wǎng)沖擊大，使用調(diào)節(jié)精度差的缺點(diǎn)。它可以方便地調(diào)節(jié)電壓有效值，可用于電爐溫度控制，燈光調(diào)節(jié)，非同步電動(dòng)機(jī)降壓軟啟動(dòng)和調(diào)壓調(diào)速等，也可用做調(diào)節(jié)變壓器一次側(cè)電壓，代替效率低下的調(diào)壓變壓器。實(shí)屬熱控溫或降壓供電裝置中的設(shè)備。 采用零位控制模式的可控硅電力調(diào)節(jié)器可叫做調(diào)功器，它對交流電壓的周波進(jìn)行控制，通過控制負(fù)載電壓的周波通斷比來控制負(fù)載的功率，多用于大慣性的加熱器負(fù)載。采用這種控制，即實(shí)現(xiàn)了溫度控制，又消除了相位控制時(shí)帶來的高次諧波污染電網(wǎng)，不過控制精度有所降低。 2．綜觀國內(nèi)外可控硅電力控制器產(chǎn)品，控制模式無非就是兩種：相位控制和零位控制（分配式零位控制、時(shí)間比例零控制）。                

　　2.相位控制：作用于每一個(gè)交流正弦波，改變正弦波每個(gè)正半波和負(fù)半波的導(dǎo)通角來控制電壓的大小，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)輸出電壓和功率的大小。 零位控制：在設(shè)定的周期Tc內(nèi)，Tc通常為一秒，觸發(fā)信號使主回路接通幾個(gè)周波（幾個(gè)完整的正弦波），再斷開幾個(gè)周波（幾個(gè)*的正弦波），改變晶閘管在設(shè)定周期內(nèi)的通斷時(shí)間比例，以調(diào)節(jié)負(fù)載上交流電的平均功率，即可達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載功率的目的。 根據(jù)輸出電壓分布的不同，零位控制又分為分配式零位控制，既在Tc周期內(nèi)根據(jù)輸出百分比平均分布周波；時(shí)間比例零位控制則在Tc周期內(nèi)根據(jù)輸出百分比連續(xù)接通幾個(gè)周波，然后在Tc周期剩余的時(shí)間內(nèi)連續(xù)關(guān)掉幾個(gè)周波。 優(yōu)劣性比較

控制模式                     優(yōu)點(diǎn)                 缺點(diǎn)
相位控制 1.       控制精度高
         2.       任何負(fù)載皆可控制
         3.       可做各種控制變化                1. 控制不當(dāng)易造成電磁干擾須加裝各種防制措施
                                                  2.       費(fèi)用較高
時(shí)間比例零位控制
         1.       無電磁干擾
         2.       構(gòu)造較簡單
         3.       費(fèi)用較低                         4.       只能控制純陰性負(fù)載
                                                   5.       負(fù)載較易受沖擊
                                                   6.       控制精度較低
分配式零位控制
         1.       無磁干擾
         2.       構(gòu)造較簡單
         3.       費(fèi)用較低
         4.       控制效果比時(shí)間比例零位控制優(yōu)異   5.       只能控制純陰性負(fù)載
                                                   6.       負(fù)載較易受沖擊
                                                   7.       控制精度較低

　
　　3．燃料氣加熱器可控硅自動(dòng)恒溫控制柜工作原理 該控制柜采用智能型CUD3000型PID數(shù)字、溫度調(diào)節(jié)儀、ZK-3可控硅調(diào)壓器和大功率可控硅、熱電偶組成測溫、控制、調(diào)節(jié)回路。熱電偶將電加熱器的溫度值轉(zhuǎn)換毫安電流信號，送給CUD3000型PID數(shù)字溫度調(diào)節(jié)儀，進(jìn)行放大、比較后，CUD3000型PID的數(shù)碼管即顯示出測量的溫度值，同時(shí)輸出4-20mA電流，送給ZK-3可控硅電壓調(diào)整器，可控硅電壓調(diào)整器隨著4-20mA電流的變化，自動(dòng)改變輸出脈沖的寬度，來控制可控硅輸出電壓的高低，達(dá)到自動(dòng)控制介質(zhì)的溫度。當(dāng)溫度顯示值遠(yuǎn)低于設(shè)定值時(shí)，CUD3000型PID調(diào)節(jié)儀輸出20mA 電流，控制ZK-3輸出，使可控硅導(dǎo)通，加熱器加熱。當(dāng)溫度顯示值高于設(shè)定值時(shí)，CUD3000型PID調(diào)節(jié)儀輸出0mA電流， ZK-3無觸發(fā)脈沖輸出，使加熱器不加熱。當(dāng)溫度顯示值接近設(shè)定值時(shí)，CUD3000型PID調(diào)節(jié)儀的輸出電流按P、I、D規(guī)律變化， 達(dá)到電爐的溫度與需要的功率基本相匹配，形成一條波動(dòng)很小的較平滑的升溫曲線，確保本控制柜具有良好的控制精度和調(diào)節(jié)特性。 還可運(yùn)用智能PID溫度控制器中的模糊控制功能與自整定PID系統(tǒng)結(jié)合,控制精度可達(dá)到±1℃～±0.1℃、 ZK-3可控硅電壓調(diào)制器有2種工作方式：即“手動(dòng)"與“自動(dòng)"工作方式。當(dāng)在“手動(dòng)"工作方式時(shí)，CUD3000型PID調(diào)節(jié)儀的輸出電流對 ZK-3不起作用，這時(shí)調(diào)節(jié) ZK-3的“移相調(diào)節(jié)度盤"，即可改變輸出電壓的大小。當(dāng)在“自動(dòng)"工作方式時(shí)，CUD3000型PID調(diào)節(jié)儀輸出4-20mA電流，控制 ZK-3的輸出脈沖寬度，來控制可控硅輸出電壓的高低，達(dá)到自動(dòng)控制介質(zhì)的溫度，可控硅主回路用一對電器性能相同的可控硅反向并聯(lián)使用，改變可控硅的導(dǎo)通角，控制輸出電壓的大小，起交流調(diào)壓器的作用.
4，假負(fù)載調(diào)試方法簡介；

將6個(gè)220V100W燈泡兩個(gè)兩個(gè)竄連在一起，分三組接成三角形連接，接到輸出端當(dāng)試驗(yàn)負(fù)載！慢慢調(diào)控量10%時(shí)燈會觸發(fā)閃亮！證明可控硅是好的。帶負(fù)載時(shí)也要一點(diǎn)一點(diǎn)加大，加熱元件一定要在流動(dòng)的介質(zhì)中試驗(yàn)。溫度一定要監(jiān)控（現(xiàn)場可以手摸設(shè)備外殼感覺溫升，儀表室流程上也要同時(shí)看溫升！）此加熱元件用500V搖表測試，0.5兆歐即可加電！