晶闸管沟通调功器在某氧气厂加热炉上的应用.docx

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1、晶闸管沟通调功器在某氧气厂加热炉上的应用lijuan导语：晶闸管沟通调功器是国际电工委员会IEC命名的“半导体沟通功率控制器沟通电路中，在电源与负载之间串接入电力电子器件，由电力电子器件及其附件或者辅助电路，对沟通电力进展控制或者开关的电力电子设备，即为半导体沟通电力控制器，简称沟通控制器。按不同控制方式，沟通控制器可分为沟通调压器、沟通调功器和沟通电力电子开关等三种型式。晶闸管沟通调功器采用过零触发电路、周波数控制方式，输出0100%可调节的波形呈正弦波群的电压和电流，使负载从电源汲取功率的平均值连续平滑可调。调功器防止了相位控制时缺角正弦波产生的无线电射频干扰，使晶闸管触发导通时的瞬态浪涌

2、电流和di/dt大为减小。它用于以镍铬或者铁镍铝等电阻材料为发热元件的电加热器的温度自动控制，它与PID温度调节仪或者计算机、温度传感器和电加热器组成闭环温控系统，温控精度可达0.5%1%。本文介绍讲明了晶闸管调功器在某氧气厂加热炉上的应用。一晶闸管沟通调功器与加热炉的系统图某氧气厂，结合工艺要求，电加热炉为：三相电源，380V，Y接法，总功率624KW，电热元件共有78支，每支8KW，分两组，ABCO组功率为288KW功率不可调图1a，ABCO组功率为336KW用晶闸管沟通调功器调节图1b.align=center图1晶闸管沟通调功器与加热炉的系统图/align二晶闸管沟通调功器根本原理晶闸

3、管沟通调功器根本原理框图如图2所示。align=center图2调功器根本原理框图/align图中，点画线局部为调功器。快速熔断器FU、反并联晶闸管VT、电流互感器TA等组成调功器主电路。零脉冲电路1、导通比电路2、过流截止电路3、“与门电路4和脉冲变压器5组成晶闸管控制电路。电炉负载RL，温度传感器BST及PID调节器通过外控开关S与调功器组成闭环控制，可自动调节电路温度。“与门电路4承受三个信号。首先是电路1发出的与电源电压波形过零点同步的触发脉冲，即“零脉冲信号；其次是电路2周期性输出的高电平连续可调的导通比占空比信号；第三是过电流截止信号。只要主电路没有出现过电流，电路3就输出高电平，

4、“与门电路与脉冲变压器均输出与电源电压过零点同步的、数目连续可调的触发脉冲，使VT相应导通。所以，调功器输出功率可在零与全功率导通比为1，既连续导通时的输出功率输出之间平滑可调。三现场所用晶闸管沟通调功器原理现场所用晶闸管沟通调功器包括周波控制器、温度显示及控制仪表、反并联可控硅、快速熔断器、过电流保护、音响报警、电源电压表、输出功率表及电源输入/输出信号表。其电路方框图如图3。align=center图3现场所用晶闸管沟通调功器电路方框图/align1三相晶闸管沟通调功器主电路联结型式三相晶闸管沟通调功器主电路联结型式有六种：带中线星形联结1型电路图4a;开三角联结2型电路图4b;无中线星形

5、联结3型电路图4c;三相两线控制联结4型电路图4d;三相单方向控制联结5型电路图4e;星形中心控制联结星点三角形电路图4f。align=center图4三相晶闸管沟通调功器主电路联结型式/align现场所用晶闸管沟通调功器是无中线星形联结。该电路的三相晶闸管沟通调功器可以接星形负载，也可以接三角形负载。其特点是由两相构成回路，由此可知：该联结型式触发电路必须是双脉冲，或是宽度大于60单脉冲。同时，从波形分析可知：该联结电路对晶闸管的耐压和电压上升率的要求都进步了；而且对星形负载，由于中点漂移，负载中点与接地外壳的耐压程度必须按线电压进展考虑。由于该联结型式负载联结方式灵敏，既可星形有可三角形，

6、而且不用中线，对图4a所示联结可省去了1/4的敷线投资，因此是一种颇受用户欢送的三相沟通调功器主电路联结型式。晶闸管额定通态电流有效值为电路额定电流的二倍，留有充分的余量，其型号为KP800A/1200V，冷却方式为风冷。2控制器晶闸管按导通间隔是连续的或者间歇的，分为连续式又称定周期式和间歇式又称变周期式，本调功器为变周期周波控制器，其输出的正弦波是均匀分布的，其中重复周期以最小正弦波间隔安排。例如最小周期是输出功率为50%的时候，周期为40毫秒0.04秒，即导通一个周波，关断一个周波。在最大和最小输出功率时周期最大，如在输出功率为99.9%时，周期为20秒，即导通999个周波，关断1个周波

7、；在输出功率为0.1%时，周期亦为20秒，即导通一个周波，关断999个周波。其输出波形如图5。align=center图5变周期晶闸管沟通调功器输出波形/align现场所用晶闸管沟通调功器控制器承受温度控制仪表输入信号，控制触发脉冲是否输出和输出的时间，也就是控制输出功率的大小。控制器还承受继电器送来的保护信号迅速截止触发脉冲，使晶闸管立即关断，而不受过载或者短路电流的损害。另外其通过转换开关，还可以手动控制。3保护及报警快速熔断器FU担任短路及过载保护。温度控制器设有超温保护，当温度超过设定温度上限时，其内部无触点开关迅速闭合，使TG-G周波控制器的P+P端子短接，触发脉冲立即停顿输出，使晶

8、闸管迅速关断。所有保护动作，均发出报警声响和闪光信号，以引起值班人员的留意。4指示及测量电源输入端各相有信号灯指示。输出端各相也有信号灯指示。在电源两相间有沟通电压表PV测量线电压。调功器输出各相有积分功率表PW测量输出功率百分值。积分功率表PW用电位器RP在额定功率时调至满度出厂前已调好。5温度自动控制温度的自动控制由温度控制仪完成，当代温度控制仪具有下述功能：实测温度和设定温度的数字显示；温度上限和下限报警的设置；输出控制功率执行器信号，模拟信号或者逻辑信号；使温度上升不过冲和很快稳定的P、I、D控制参数，P、I、D参数在宽的范围可调。停电后无须重新设置设定点；少量的操纵按钮，面板简洁。对

9、于本加热炉控制，控温精度为：0.5%数字式控制仪，有可调P、I、D参数，直流或者逻辑输出。6零线和接地机柜内接入零线N及相线L，以供应仪表220V电源，消耗功率不大于220VA，零线及相线均接于端子排上。机柜下部备有接地螺栓，专用于机柜保护接地，不得当作零线输入220V电源。四现场所用晶闸管沟通调功器操纵做完相应整机检查后，可以开机。1接通电源，合上自动空气开关，电压表应指示电源电压为380V10%，三个电源指示灯发光。系统中温控仪表指示灯发光。2按下启动按扭翻开机柜后门检查每个晶闸管上的冷却风扇是否转动，晶闸管散热器带电，严禁用手触及。3经过上述检查开场工作，将系统中TG周波控制器面板右下侧

10、开关按至“手动MAN，再将中间手动调节旋钮反时针旋到底，然后将左侧电源开关按至“开，绿色指示灯发光。4手动调节加热功率：顺时针旋转手动调节旋钮，系统中TG上的红色指示灯即按1秒左右周期闪光，同时槽型表头上的指针指出加热功率的百分比，加热功率越大，输出端各相信号灯发光的时间越长；当旋钮旋至最大时，输出端各相信号灯长亮，加热功率为100%，在机柜上部的积分功率表也同时指出功率的百分比，并且三个输出指示灯也闪烁发光。5自动控制温度：将转换开关按至“自动AUT处，此时调功器即由温控仪自动控制。一般控制时，如实际炉温远离设定值，将全功率加热，直至炉温接近设定值，然后加热功率将按P、I、D曲线，自动将炉温

11、稳定在设定值。6当负载短路、过载，系统面板上相应的灯光发亮，系统中扬声器发出报警声，此时按下系统中停顿按钮，拉开电源输入开关关闭电源，检查并排除故障后，再次启动。7停机时将系统中TG“手动调节旋钮反时针旋到底，按下停顿按钮，断开自动空气开关。晶闸管沟通调功器不能平滑调节电压，不能用普通电压表，电流表测量，在晶闸管断续通断时，电源变压器和负载受到电流通断冲击，且负载电流中存在次谐波频率低于基波的谐波分量，所以调功器的应用范围受到一定的限制。但晶闸管沟通调功器，以改变周期内周波数连续控温，精度高，温度波动小，是一种新型的控温方式；其采取正弦波过零触发方式；输出为完好的正弦波，因此其辐射干扰、传导干扰和负载电流的瞬态浪涌也最小；其运行时无噪音，寿命长，效率比电磁装置高达99%，功率因数也cos=1,有利于节约电能。