SCR調(diào)功器在液晶產(chǎn)線成型爐的應(yīng)用
2014-04-29 00:00:00李亞彬
【摘 要】介紹了智能調(diào)功器的主要性能及在液晶產(chǎn)線成型爐的應(yīng)用，重點(diǎn)闡述了阻性負(fù)載和SIC負(fù)載應(yīng)用中的特性。簡(jiǎn)約的控制線路 ，可獲得很好的控制性能。
【關(guān)鍵詞】調(diào)功器；移相；負(fù)載
0.引言
SCR調(diào)功器：是一種以晶閘管（電力電子功率器件）為基礎(chǔ)，以智能數(shù)字控制電路為核心的電源功率控制器。運(yùn)用數(shù)字電路觸發(fā)可控硅實(shí)現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)功。
液晶產(chǎn)線成型爐中使用單相功率調(diào)整器做為控制對(duì)象，采用移相觸發(fā)方式，運(yùn)用西門子過程控制PLC技術(shù)與PID算法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐內(nèi)多區(qū)溫度排布的分別控制。由于整個(gè)系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)跟蹤，且調(diào)功器自帶的無級(jí)調(diào)整模式，確保了分段的高精度控制，控溫誤差在1℃以內(nèi)。以此優(yōu)化了電能使用效率，提高了產(chǎn)品品質(zhì)。故在工業(yè)爐溫度控制中發(fā)揮著重要的作用，是現(xiàn)代電加熱系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。
1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能
由圖1所示，在變壓器輸出端安裝電流互感器和電壓變送器，檢測(cè)變壓器輸出端的電流和電壓，將采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，傳送到PLC的AI模塊。在DCS人機(jī)界面設(shè)定所需的功率值，將采集的信號(hào)處理后作為實(shí)際值，在PLC程序內(nèi)經(jīng)PID整定功能換算出一定的比例值，然后將此給定量的大小，經(jīng)調(diào)功器0-10V輸入端口控制調(diào)功器的移相角度，從而調(diào)整輸出電壓的大小，得到實(shí)際的功率變化的目的。
1.2 阻性負(fù)載控制特性
在成型爐中使用的加熱元件有APM，N80等，這些元件因隨溫度變化不明顯，其定性為阻性負(fù)載元件。在設(shè)計(jì)中考慮大電流沖擊問題，調(diào)功器通過變壓器降壓后連接到阻性負(fù)載。采用“移相調(diào)壓”方式，此方式對(duì)加熱元件無溫度沖擊，功率調(diào)節(jié)平滑，控制精度可達(dá)到±1℃～±0.1℃，是目前比較常見的阻性負(fù)載控制方式。廣泛應(yīng)用于成型爐的電加熱絲系統(tǒng)中。
1.3 感性負(fù)載控制特性
液晶產(chǎn)線成型爐使用的硅碳棒可在1250℃～1400℃溫度下長(zhǎng)期工作，其特點(diǎn)是高溫強(qiáng)度高，硬而脆，元件間的電阻值一致性差，易老化。硅碳棒的電阻值會(huì)隨著使用時(shí)間的增加而逐漸變大。那么一定的時(shí)間以后，要想滿足工藝要求所需得到的最大功率輸出，就必須提高硅碳棒控制變壓器的二次側(cè)電壓，所以在控制硅碳棒的變壓器設(shè)計(jì)上需采用多抽頭變壓器。變壓器的二次側(cè)共設(shè)有幾個(gè)電壓等級(jí)的抽頭輸出。在成型爐中A棒變壓器選用380V/230V，260V，290V方式。
鑒于硅碳棒比較昂貴，為延長(zhǎng)它的使用壽命，硅碳棒在冷態(tài)時(shí)最好不要施加滿負(fù)荷的電壓，一般需要緩啟動(dòng)逐步升壓，來增大功率。在成型爐應(yīng)用中，調(diào)功器采用PA方式（即移相觸發(fā)，見上圖），調(diào)整導(dǎo)通角和控制角的比例來達(dá)到改變輸出電壓平均值的目的，在50HZ電網(wǎng)中控制的周期僅為1/100秒，輸出的連續(xù)性比較好，電壓表和電流表的顯示值變化非常平穩(wěn)。這里A棒變壓器初始二次側(cè)電壓連接0V和230V，其它兩個(gè)電壓檔位是考慮硅碳棒使用時(shí)間的增加，其電阻增大得不到它所需要的功率時(shí)，切換連接到更大一級(jí)的電壓檔位上，滿足最大功率的輸出。
“移相調(diào)壓”方式由于電壓輸出波形連續(xù)性好，又可以通過互感器來實(shí)現(xiàn)電壓、電流及功率反饋來提高性能，所以應(yīng)用場(chǎng)合較多。但這種方式在輸出時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的自感電勢(shì)，它的高次諧波會(huì)通過電網(wǎng)對(duì)其他電子設(shè)備產(chǎn)生一定的干擾，因此對(duì)特殊要求的場(chǎng)合慎用。
2.結(jié)語
SCR調(diào)功器在液晶產(chǎn)線成型爐中已得到充分的運(yùn)用。其控制線路簡(jiǎn)單、故障率低、效率高、響應(yīng)速度快，在各種工業(yè)爐應(yīng)用中發(fā)揮出極佳的性能。但如何提高爐體內(nèi)整個(gè)區(qū)域溫度的控制精度，有待進(jìn)一步研究解決。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]邢寶山.智能調(diào)功器在浮法玻璃生產(chǎn)線應(yīng)用探討[J].全國(guó)性建材科技期刊-《玻璃》，1003-1987（2007）04-0038-04.
[2]談必禮，蔚紅旗，戴宗鼎.晶閘管交流電力控制器[S].機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T3283-2010）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.
