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电炉控制柜采用触发变压器隔离控制系统
点击次数:407 发布时间:2019-01-23
   电炉控制柜可供一般工业用电阻炉指示、控制和记录炉温用,主回路采用接触器作为开关元件,采用固态继电器作为控制温度的执行元件。温控表采用带有PID电流调节的智能型仪表,记录仪表采用中圆图记录仪,以提高记录精度
 
  根据炉温对给定温度的偏差,自动接通或断开供给炉子的热源能量,或连续改变热源能量的大小,使炉温稳定有给定温度范围,以满足热处理工艺的需要。电炉控制柜常用调节规律有二位式、三位式、比例、比例积分和比例积分微分等几种。电阻炉炉温控制是这样一个反馈调节过程,比较实际炉温和需要炉温得到偏差,通过对偏差的处理获得控制信号,电炉控制柜去调节电阻炉的热功率,从而实现对炉温的控制。
 
  1、按照偏差的比例、积分和微分产生控制作用(PID控制),是过程控制中应用zui广泛的一种控制形式。
 
  2、二位式调节--它只有开、关两种状态,当炉温低于限给定值时执行器全开;当炉温高于给定值时执行器全闭。
 
  3、三位式调节--它有上下限两个给定值,当炉温低于下限给定值时接触器全开;当炉温在上、下限给定值之间时执行器部分开启;当炉温超过上限给定值时执行器全闭。如管状加热器为加热元件时,可采用三位式调节实现加热与保温功率的不同。
 
  电炉控制柜采用前后开门式通用控制柜体,仪表和控制开关等直接装在前门上,控制电器用专用支架固定在柜内上下方。派生品种在前门上加装相应的电动机控制按钮和指示灯,控制柜安置离墙要留有大于600mm的距离,以方便打开控制柜后门,进行维修。
 
  电炉控制柜系统在温度自动控制领域是为常见的控制类型之一。温度控制器主要由温度传感器、温度调节仪、电加热器执行装置、被控对象四个部分组成,其系统结构。被控制对象是大容量、大惯性的电热炉温度对象,是典型的多阶容积迟后特性,在工程上往往近似为包含有纯滞后的二阶容积迟后;由于被控对象电容量大,通常采用可控硅作调节器的执行器。
 
  电炉控制柜按热量产生的方法不同,可分为间接加热式和直接加热式二大类。间接加热式电阻炉,就是在炉子内部有专用的电阻材料做的发热元件。电流通过加热元件时产生热量,再通过热的传导、对流、辐射而使放置在炉中的炉料被加热。直接加热式电阻炉,电源直接接在所需加热的材料上,使强大的电流直接流过所需加热的材料而使材料自己发热达到加热效果。工业电阻炉,大部分是采用间接加热式的,只有一部分因加热工艺人的特殊需要而采用直接加热式。
 
  使用可控硅电炉控制柜的厂家,应该要注重对可控硅电炉控制柜和电炉做日常的维护保养,定期对热处理控制系统进行全面性的检测,消除一些潜在隐患,降低设备的故障率,避免因电炉控制柜和电炉出现故障而造成不必要的损失。
 
  在电子制作中,运用单向或双向可控硅作为开关、调压的执行器件是很方便的,而且还可以控制直流、交流电路的负载功率。但是,目前有些电子制作文章中,对可控硅控制柜的运用常有谬误之处。可以说,此类电子制作稿纯粹是杜撰出来的,不要说制作,恐怕作者连起码的实验也未做过,这岂不是造成对初学者的误导吗?常见的电路设计不当之处大约有心下几点
 
  触发电路的问题
 
  若欲使可控硅控制柜触发导通,除有足够的触发脉冲幅度和正确的极性以外,触发电路和可控硅阴极之间必须有共同的参考点。有些电路从表面看,触发脉冲被加到可控硅的触发极G,但可控硅的阴极和触发信号却无共同参考点,触发信号并未加到可控硅的G-K之间,可控硅不可能被触发。
 
  该文制作者考虑到水井和水塔中的水不能带市电,故555控制系统用变压器隔离降压供电。555第3脚输出脉冲接入双向可控硅的G点。
 
  由于可控硅控制柜T1对控制电路是悬空的,555第3脚输出脉冲根本不能形成触发电流,可控硅控制柜不可能导通。再者,该电路虽采用隔离市电的低压供电,但控制电路仍然通过G、T1极与市电相连,当220V输端B为火线时,井水和水塔供水将代有市电电压,这是绝不允许的!
 
  上述电路因设计考虑不周,出现了不该有的低级错误。但类似水塔供水控制系统与市电不隔离的设计,却常出现在电子书刊中。
 
  触发电路设计不当的第二个例子常见于电子制作稿中,图中对电路进行简化。其实,无论控制系统完成何种控制,无论是单向还是双向可控硅,图2的触发电路是不能正常工作的。
 
  其问题在于,可控硅控制柜发出触发信号UG,其参考点是共地,而可控硅T1或T2的参考点是负载热端。实实上,加到可控硅的触发电压UG是与负载端电压UZ相串联的。双向可控硅究竟是T1还是T2为触发参考点,视触发信号的相对极性来决定的。如按图2中标注,T1在下,T2在上,则UC相对于T1必须是正极性的,且与T1的电压同参考电位。但无论T1还是T2作参考点,按图2的接法,可控硅导通时,UZ常近似等于Uin,如此高电压加到触发极G和T1之间,将立即使触发极被击穿,可控硅被损坏。
 
  改进此电路的方法之一是,可控硅控制柜采用触发变压器隔离控制系统的参考点,触发信号可以由BT33组成锯齿波发生器受控于控制系统(矩形波也可以),这样,不受初级参考点的影响,触发变压器次级可直接接在G与T1之间,与负载上电压无关。
 
  电炉控制柜原理
 
  根据炉温对给定温度的偏差,自动接通或断开供给炉子的热源能量,或连续改变热源能量的大小,使炉温稳定有给定温度范围,以满足热处理工艺的需要。温度自动控制常用调节规律有二位式、三位式、比例、比例积分和比例积分微分等几种。电炉控制柜是这样一个反馈调节过程,比较实际炉温和需要炉温得到偏差,通过对偏差的处理获得控制信号,去调节电阻炉的热功率,从而实现对炉温的控制。
 
  1)按照偏差的比例、积分和微分产生控制作用(PID 控制),是过程控制中应用zui广泛的一种控制形式。
 
  2)二位式调节--它只有开、关两种状态,当炉温低于限给定值时执行器全开;当炉温高于给定值时执行器全闭。(执行器一般选用接触器)
 
  3)三位式调节--它有上下限两个给定值,当炉温低于下限给定值时接触器全开;当炉温在上、下限给定值之间时执行器部分开启;当炉温超过上限给定值时执行器全闭。(如管状加热器为加热元件时,可采用三位式调节实现加热与保温功率的不同三、电加热器执行器的特性:
 
  电炉的温度调节是通过调节器(供电能源) 的断续作用,改变电炉丝闭合时间T b 与断开时间T k 的比值α, α=Tb /Tk 。
 
  调节加热炉的温度,在工业上是通过在设定周期范围内,将电路接通几个周波,然后断开几个周波,改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例,来调节负载两端交流平均电压即负载功率,这就是通常所说的调功器或周波控制器;调功器是在电源电压过零时触发晶闸管导通的,所以负载上得到的是完整的正弦波,调节的只是设定周期T c 内导通的电压周波。设周期T c 内导通的周期的波数为n ,每个周波的周期为T ,则调功器的输出功率为P=n×T×Pn /Tc ,P n 为设定周期T c 内电压全通过时装置的输出功率。
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