加热器中大功率可控硅的控制原理及调试方法

 可控硅电力控制器，目前在工业中已被广泛应用于各种电力设备中，诸如窑炉、热处理炉、电气高温炉、合成电炉、变换脱硫加热炉、热处理炉、热水炉、蒸汽锅炉、导热油炉、高周波机械、电镀设备、印染设备、涂装设备、射出机、押出机等，然而因为负载的不同，使用环境的限制，而又有各种不同的控制模式及各种追加配备，如相位控制，分配式零电位控制，时间比例可调式零位控制。

　　1．原理简介 可控硅电力控制器的基本原理是通过控制信号输入，去控制串在主回路中的可控硅（晶闸管）模组，改变主回路中电压的导通与关断，由此达到调节电压或功率的目的。控制器一般是由控制板加上主机（主回路）组成。 可控硅电力控制器又可分为调压器和调功器 探用相位控制模式的可控硅电力控制器可叫做调压器，由于触发控制回路采用了集成电路器件，明显提高了该调压器的稳定性和可靠性。具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制灵活、调节平滑、三相对称性好、操作维修方便等一系列优点。克服了原可控硅调压器对电网冲击大，使用调节精度差的缺点。它可以方便地调节电压有效值，可用于电炉温度控制，灯光调节，非同步电动机降压软启动和调压调速等，也可用做调节变压器一次侧电压，代替效率低下的调压变压器。实属热控温或降压供电装置中的设备。 采用零位控制模式的可控硅电力调节器可叫做调功器，它对交流电压的周波进行控制，通过控制负载电压的周波通断比来控制负载的功率，多用于大惯性的加热器负载。采用这种控制，即实现了温度控制，又消除了相位控制时带来的高次谐波污染电网，不过控制精度有所降低。 2．综观国内外可控硅电力控制器产品，控制模式无非就是两种：相位控制和零位控制（分配式零位控制、时间比例零控制）。                

　　2.相位控制：作用于每一个交流正弦波，改变正弦波每个正半波和负半波的导通角来控制电压的大小，进而可以调节输出电压和功率的大小。 零位控制：在设定的周期Tc内，Tc通常为一秒，触发信号使主回路接通几个周波（几个完整的正弦波），再断开几个周波（几个*的正弦波），改变晶闸管在设定周期内的通断时间比例，以调节负载上交流电的平均功率，即可达到调节负载功率的目的。 根据输出电压分布的不同，零位控制又分为分配式零位控制，既在Tc周期内根据输出百分比平均分布周波；时间比例零位控制则在Tc周期内根据输出百分比连续接通几个周波，然后在Tc周期剩余的时间内连续关掉几个周波。 优劣性比较

控制模式                     优点                 缺点
相位控制 1.       控制精度高
         2.       任何负载皆可控制
         3.       可做各种控制变化                1. 控制不当易造成电磁干扰须加装各种防制措施
                                                  2.       费用较高
时间比例零位控制
         1.       无电磁干扰
         2.       构造较简单
         3.       费用较低                         4.       只能控制纯阴性负载
                                                   5.       负载较易受冲击
                                                   6.       控制精度较低
分配式零位控制
         1.       无磁干扰
         2.       构造较简单
         3.       费用较低
         4.       控制效果比时间比例零位控制优异   5.       只能控制纯阴性负载
                                                   6.       负载较易受冲击
                                                   7.       控制精度较低

　
　　3．燃料气加热器可控硅自动恒温控制柜工作原理 该控制柜采用智能型CUD3000型PID数字、温度调节仪、ZK-3可控硅调压器和大功率可控硅、热电偶组成测温、控制、调节回路。热电偶将电加热器的温度值转换毫安电流信号，送给CUD3000型PID数字温度调节仪，进行放大、比较后，CUD3000型PID的数码管即显示出测量的温度值，同时输出4-20mA电流，送给ZK-3可控硅电压调整器，可控硅电压调整器随着4-20mA电流的变化，自动改变输出脉冲的宽度，来控制可控硅输出电压的高低，达到自动控制介质的温度。当温度显示值远低于设定值时，CUD3000型PID调节仪输出20mA 电流，控制ZK-3输出，使可控硅导通，加热器加热。当温度显示值高于设定值时，CUD3000型PID调节仪输出0mA电流， ZK-3无触发脉冲输出，使加热器不加热。当温度显示值接近设定值时，CUD3000型PID调节仪的输出电流按P、I、D规律变化， 达到电炉的温度与需要的功率基本相匹配，形成一条波动很小的较平滑的升温曲线，确保本控制柜具有良好的控制精度和调节特性。 还可运用智能PID温度控制器中的模糊控制功能与自整定PID系统结合,控制精度可达到±1℃～±0.1℃、 ZK-3可控硅电压调制器有2种工作方式：即“手动"与“自动"工作方式。当在“手动"工作方式时，CUD3000型PID调节仪的输出电流对 ZK-3不起作用，这时调节 ZK-3的“移相调节度盘"，即可改变输出电压的大小。当在“自动"工作方式时，CUD3000型PID调节仪输出4-20mA电流，控制 ZK-3的输出脉冲宽度，来控制可控硅输出电压的高低，达到自动控制介质的温度，可控硅主回路用一对电器性能相同的可控硅反向并联使用，改变可控硅的导通角，控制输出电压的大小，起交流调压器的作用.
4，假负载调试方法简介；

将334个220V100W灯泡两个两个窜连在一起，分三组接成三角形连接，接到输出端当试验负载！慢慢调控量10%时灯会触发闪亮！证明可控硅是好的。带负载时也要一点一点加大，加热元件一定要在流动的介质中试验。温度一定要监控（现场可以手摸设备外壳感觉温升，仪表室流程上也要同时看温升！）此加热元件用500V摇表测试，0.5兆欧即可加电！