加熱器中大功率可控硅的控制原理及調試方法

 可控硅電力控制器，目前在工業中已被廣泛應用于各種電力設備中，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、導熱油爐、高周波機械、電鍍設備、印染設備、涂裝設備、射出機、押出機等，然而因為負載的不同，使用環境的限制，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，時間比例可調式零位控制。

　　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通與關斷，由此達到調節電壓或功率的目的。控制器一般是由控制板加上主機（主回路）組成。 可控硅電力控制器又可分為調壓器和調功器 探用相位控制模式的可控硅電力控制器可叫做調壓器，由于觸發控制回路采用了集成電路器件，明顯提高了該調壓器的穩定性和可靠性。具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制靈活、調節平滑、三相對稱性好、操作維修方便等一系列優點。克服了原可控硅調壓器對電網沖擊大，使用調節精度差的缺點。它可以方便地調節電壓有效值，可用于電爐溫度控制，燈光調節，非同步電動機降壓軟啟動和調壓調速等，也可用做調節變壓器一次側電壓，代替效率低下的調壓變壓器。實屬熱控溫或降壓供電裝置中的設備。 采用零位控制模式的可控硅電力調節器可叫做調功器，它對交流電壓的周波進行控制，通過控制負載電壓的周波通斷比來控制負載的功率，多用于大慣性的加熱器負載。采用這種控制，即實現了溫度控制，又消除了相位控制時帶來的高次諧波污染電網，不過控制精度有所降低。 2．綜觀國內外可控硅電力控制器產品，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、時間比例零控制）。                

　　2.相位控制：作用于每一個交流正弦波，改變正弦波每個正半波和負半波的導通角來控制電壓的大小，進而可以調節輸出電壓和功率的大小。 零位控制：在設定的周期Tc內，Tc通常為一秒，觸發信號使主回路接通幾個周波（幾個完整的正弦波），再斷開幾個周波（幾個*的正弦波），改變晶閘管在設定周期內的通斷時間比例，以調節負載上交流電的平均功率，即可達到調節負載功率的目的。 根據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周期內根據輸出百分比平均分布周波；時間比例零位控制則在Tc周期內根據輸出百分比連續接通幾個周波，然后在Tc周期剩余的時間內連續關掉幾個周波。 優劣性比較

控制模式                     優點                 缺點
相位控制 1.       控制精度高
         2.       任何負載皆可控制
         3.       可做各種控制變化                1. 控制不當易造成電磁干擾須加裝各種防制措施
                                                  2.       費用較高
時間比例零位控制
         1.       無電磁干擾
         2.       構造較簡單
         3.       費用較低                         4.       只能控制純陰性負載
                                                   5.       負載較易受沖擊
                                                   6.       控制精度較低
分配式零位控制
         1.       無磁干擾
         2.       構造較簡單
         3.       費用較低
         4.       控制效果比時間比例零位控制優異   5.       只能控制純陰性負載
                                                   6.       負載較易受沖擊
                                                   7.       控制精度較低

　
　　3．燃料氣加熱器可控硅自動恒溫控制柜工作原理 該控制柜采用智能型CUD3000型PID數字、溫度調節儀、ZK-3可控硅調壓器和大功率可控硅、熱電偶組成測溫、控制、調節回路。熱電偶將電加熱器的溫度值轉換毫安電流信號，送給CUD3000型PID數字溫度調節儀，進行放大、比較后，CUD3000型PID的數碼管即顯示出測量的溫度值，同時輸出4-20mA電流，送給ZK-3可控硅電壓調整器，可控硅電壓調整器隨著4-20mA電流的變化，自動改變輸出脈沖的寬度，來控制可控硅輸出電壓的高低，達到自動控制介質的溫度。當溫度顯示值遠低于設定值時，CUD3000型PID調節儀輸出20mA 電流，控制ZK-3輸出，使可控硅導通，加熱器加熱。當溫度顯示值高于設定值時，CUD3000型PID調節儀輸出0mA電流， ZK-3無觸發脈沖輸出，使加熱器不加熱。當溫度顯示值接近設定值時，CUD3000型PID調節儀的輸出電流按P、I、D規律變化， 達到電爐的溫度與需要的功率基本相匹配，形成一條波動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節特性。 還可運用智能PID溫度控制器中的模糊控制功能與自整定PID系統結合,控制精度可達到±1℃～±0.1℃、 ZK-3可控硅電壓調制器有2種工作方式：即“手動"與“自動"工作方式。當在“手動"工作方式時，CUD3000型PID調節儀的輸出電流對 ZK-3不起作用，這時調節 ZK-3的“移相調節度盤"，即可改變輸出電壓的大小。當在“自動"工作方式時，CUD3000型PID調節儀輸出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，達到自動控制介質的溫度，可控硅主回路用一對電器性能相同的可控硅反向并聯使用，改變可控硅的導通角，控制輸出電壓的大小，起交流調壓器的作用.
4，假負載調試方法簡介；

將6個220V100W燈泡兩個兩個竄連在一起，分三組接成三角形連接，接到輸出端當試驗負載！慢慢調控量10%時燈會觸發閃亮！證明可控硅是好的。帶負載時也要一點一點加大，加熱元件一定要在流動的介質中試驗。溫度一定要監控（現場可以手摸設備外殼感覺溫升，儀表室流程上也要同時看溫升！）此加熱元件用500V搖表測試，0.5兆歐即可加電！