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功率控制器說明

 

一、原理:

 

    “功率控制器”又稱“可控硅電壓調(diào)整器”“電力調(diào)整器”是應(yīng)用晶閘管及其觸發(fā)控制電路調(diào)整負(fù)載軸功率的盤裝功率調(diào)整器裝置(縮寫SCR),“SCR”通常是接受來(lái)自溫控器4-20mA信號(hào)后對(duì)交流單相電源或三相電源進(jìn)行負(fù)載電壓調(diào)整,當(dāng)然對(duì)負(fù)載電壓的調(diào)整也就是對(duì)負(fù)載電流及負(fù)載功率的調(diào)整。

 

二、分類:

 

    從負(fù)載電壓可分為單相SCR(部分細(xì)分為1φ220V和1φ380V)和三相SCR(又分為3φ220V和3φ380V),從控制模式可分為相位控制型和零位控制。

 

1、相位控制型如圖:

 
 

    50Hz交流電在每半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通角可連續(xù)調(diào)節(jié),即相當(dāng)于負(fù)載電壓連續(xù)調(diào)節(jié),實(shí)際上相位控制就是在半個(gè)周期內(nèi)進(jìn)行占空比(通斷比)調(diào)節(jié)。相位控制方式輸出波形為缺角的正弦波,是一種波形畸變了的交流電,所以可使經(jīng)過變壓器降壓供給低電壓大電流的負(fù)載使用,亦可使反饋?zhàn)儔浩鲗?shí)現(xiàn)電壓閉環(huán)輸出,以改善輸入信號(hào)和輸出電壓二者的線性關(guān)系。相位控制方式輸出波形的畸變必然導(dǎo)致電網(wǎng)波形的畸變,造成對(duì)電網(wǎng)波形的干擾(或稱污染),這可能干擾某些電子儀器和設(shè)備的正常工件,但在大多數(shù)情況盡可能選用相位控制方式,因?yàn)橄辔豢刂瓶梢苑奖愕膶?shí)現(xiàn)各種反饋和保護(hù)功能,并適用各種負(fù)載。

 

2、零位控制如圖:(平均分配零位控制)

 
 

    零位控制是在一段時(shí)間(一個(gè)周期,周期一般是固定的,廠家不一樣周期不一樣)內(nèi)通過信號(hào)來(lái)控制交流電導(dǎo)通的周波數(shù)和關(guān)斷周波數(shù)這比(亦稱通斷比、占空比)來(lái)調(diào)整這段時(shí)間內(nèi)負(fù)載的平均功率,而且導(dǎo)通和關(guān)斷都是在交流電過零點(diǎn)時(shí)進(jìn)行的,從而消除了自感電勢(shì),避免了對(duì)電網(wǎng)波形的污染(但是大功率負(fù)載導(dǎo)通期間由于負(fù)載電流增大造成對(duì)路端電壓的影響是不可避免的),一般只應(yīng)用于純阻性負(fù)載。零位控制又分為平均分配零位和時(shí)間比例零位控制,大部分廠家采用平均分配零位控制,Autolise零位控制也都是平均分配零位。 無(wú)論相位控制還是零位控制,不是使用控制器長(zhǎng)時(shí)間工作在較粘輸出狀態(tài),因?yàn)檫@種狀態(tài)對(duì)晶閘管的保護(hù)及對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷均不利。

 

三、應(yīng)用:

 

1、SCR電流容量的計(jì)算:

 

    以上計(jì)算公式是針對(duì)電阻性負(fù)載而言,特殊負(fù)載(如白熾燈、短波紅外線燈管)要考慮一定余量,建議使用額定電流的50%(針對(duì)Autolise的產(chǎn)品而言)電感性負(fù)載安全余量應(yīng)選再大一些為好。

 

2、根據(jù)負(fù)載選擇控制方式:

加熱器與SCR控制器選用參考
材料分類 額定溫度 阻抗-溫度特性 適用控制方式
定阻抗負(fù)載 定阻抗負(fù)載

鎳鉻合

金鐵鉻合金

黑鉛

1100℃

1200℃

1200℃

1330℃

 

相位控制

零位控制

變阻抗負(fù)載 純金屬類

鎢(真空)

鋇(真空)

白金(真空)

2400℃

1800℃

1400℃

1700℃

  相位控制
碳化矽類

TECORUNDUM

SILLCONE

CAR-BIDE

EREMAXL

1600℃

1600℃

1600℃

  相位控制 (注意:使用三相接線時(shí)應(yīng)避免使用Y型接線法)
變壓器負(fù)載 TF類       相位控制 (注意:較容易產(chǎn)生緩沖電動(dòng)勢(shì),因此在使用時(shí)需修改緩沖時(shí)間,單相相位使用時(shí)還需修改RC電容突波吸收器。注:廠家修改)
紅外線燈管 IR類       注意:較容易產(chǎn)生起動(dòng)電流,因此在使用時(shí)需修改緩沖時(shí)間。注:廠家修改

 

3、負(fù)載的接線法:

 

① 三相220V(Y型接法) 三相380V( 接法)

 
 

    每相負(fù)載的額定電壓是220V時(shí),用“Y中點(diǎn)浮空”接法,每相負(fù)載的電壓是380V時(shí),用△接法,負(fù)載不使用零線,不會(huì)造成零線電流過大等情況,盡可采用這種接法。

 

②、單相

 
 

    220V控制器及負(fù)載因需要用到零線,當(dāng)三相不平衡功率較大時(shí),會(huì)導(dǎo)致零線電流大,因此用于小功率、少數(shù)量的設(shè)備。
    380V控制器及負(fù)載不需要用到零線,不會(huì)造成零線電流過大,大功率、數(shù)量較多的機(jī)器盡可能采用這種接法。若負(fù)載為220V時(shí)也可2個(gè)負(fù)載串聯(lián)起來(lái)使用,但每個(gè)只分壓到190V,沒有100%加熱。

 

四、選型注意事項(xiàng)

 

功率控制器的選型應(yīng)注意以下主要幾點(diǎn):
①根據(jù)負(fù)載確定控制器是單相還是三相,電源電壓是多少。
②根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇相位或零位控制。
③根據(jù)溫控器(或其它)的輸出信號(hào),確定控制器輸入信號(hào)。
④根據(jù)負(fù)載大小、類型選擇控制器的大。◣譇)。
⑤提供負(fù)載類型(廠家才能修改緩沖時(shí)間)。

 
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