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功率控制器說明

 

一、原理:

 

    “功率控制器”又稱“可控硅電壓調整器”“電力調整器”是應用晶閘管及其觸發控制電路調整負載軸功率的盤裝功率調整器裝置(縮寫SCR),“SCR”通常是接受來自溫控器4-20mA信號后對交流單相電源或三相電源進行負載電壓調整,當然對負載電壓的調整也就是對負載電流及負載功率的調整。

 

二、分類:

 

    從負載電壓可分為單相SCR(部分細分為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交流電在每半個周期內導通角可連續調節,即相當于負載電壓連續調節,實際上相位控制就是在半個周期內進行占空比(通斷比)調節。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,所以可使經過變壓器降壓供給低電壓大電流的負載使用,亦可使反饋變壓器實現電壓閉環輸出,以改善輸入信號和輸出電壓二者的線性關系。相位控制方式輸出波形的畸變必然導致電網波形的畸變,造成對電網波形的干擾(或稱污染),這可能干擾某些電子儀器和設備的正常工件,但在大多數情況盡可能選用相位控制方式,因為相位控制可以方便的實現各種反饋和保護功能,并適用各種負載。

 

2、零位控制如圖:(平均分配零位控制)

 
 

    零位控制是在一段時間(一個周期,周期一般是固定的,廠家不一樣周期不一樣)內通過信號來控制交流電導通的周波數和關斷周波數這比(亦稱通斷比、占空比)來調整這段時間內負載的平均功率,而且導通和關斷都是在交流電過零點時進行的,從而消除了自感電勢,避免了對電網波形的污染(但是大功率負載導通期間由于負載電流增大造成對路端電壓的影響是不可避免的),一般只應用于純阻性負載。零位控制又分為平均分配零位和時間比例零位控制,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。 無論相位控制還是零位控制,不是使用控制器長時間工作在較粘輸出狀態,因為這種狀態對晶閘管的保護及對電網的負荷均不利。

 

三、應用:

 

1、SCR電流容量的計算:

 

    以上計算公式是針對電阻性負載而言,特殊負載(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Autolise的產品而言)電感性負載安全余量應選再大一些為好。

 

2、根據負載選擇控制方式:

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
定阻抗負載 定阻抗負載

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:使用三相接線時應避免使用Y型接線法)
變壓器負載 TF類       相位控制 (注意:較容易產生緩沖電動勢,因此在使用時需修改緩沖時間,單相相位使用時還需修改RC電容突波吸收器。注:廠家修改)
紅外線燈管 IR類       注意:較容易產生起動電流,因此在使用時需修改緩沖時間。注:廠家修改

 

3、負載的接線法:

 

① 三相220V(Y型接法) 三相380V( 接法)

 
 

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

 

②、單相

 
 

    220V控制器及負載因需要用到零線,當三相不平衡功率較大時,會導致零線電流大,因此用于小功率、少數量的設備。
    380V控制器及負載不需要用到零線,不會造成零線電流過大,大功率、數量較多的機器盡可能采用這種接法。若負載為220V時也可2個負載串聯起來使用,但每個只分壓到190V,沒有100%加熱。

 

四、選型注意事項

 

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