
通斷加熱控制
溫度控制器通斷加熱控制
箱式電阻爐通斷加熱控制方式,只有加熱電源的接通和斷開兩種狀態,通過間歇的電源接通、斷開,改變加熱電源功率,達到改變爐子溫度的目的。常用的通斷控制方式有位式控制方式和時間比例控制方式兩種。
電爐溫度控制器 位式控制方式
位式控制方式是最為簡單的溫度控制方式,是二位控制儀表與接觸器結合,適用于只有定值控制的電阻爐中。’控制儀表一般采用動圈式溫度控制器,接觸器作為加熱驅動部件。動圈式溫度控制器上有一個紅色的溫度設定指針,如圖一所示,指針的位置與設定溫度相對應,用控制器下方的旋鈕調節指針的位置。位式控制方式的控制原理可用圖二說明,加熱接觸器KM是否接通,取決于位式溫度控制器內的繼電器觸點K是否接通,而繼電器觸點K的通與斷,又取決于測量指針是否到達了設置指針的位置。為避免接觸器在設定值(設置指針的位置)附近頻繁動作,可利用儀表回差e所規定的實際溫度上下限,上限為Tp+e,下限為Tp-e。在爐子升溫過程中,當實際溫度Tn小于上限時,繼電器觸點K總是接通的,加熱接觸器KM常開觸點閉合,電阻爐加熱,一旦實際溫度達到或超過上限,繼電器觸點K斷開,控制接觸器斷開加熱電源,爐子溫度下降。當爐子溫度降到低于下限時,繼電器觸點K閉合,控制接觸器接通加熱電源,爐子又通電升溫,這樣周而復始,就可以將爐子溫度控制在給定的范圍內。
位式控制方式輸人的加熱功率,不是“零”就是“最大”,因而溫度波動性較大,控制精度也較低,一般都在110℃以上。為了減小溫度波動,提高控制精度,對于大功率電阻爐,可采用三位控制方式。此種控制方式除利用了位式控制儀的上、下限設定值外,還把加熱電路設計為三角形與星形轉換。當溫度低于設定值下限時,采用三角形接法,以較大的功率升溫;當溫度在設定的上、下限之間時,采用星形接法,減小加熱功率,保持溫度的穩定性;當溫度高于設定值上限時,切斷加熱電源。
位式控制方式特點是加熱功率大、溫度波動大、控制精度也不高,但由于控制線路簡單、使用設備較少,成本低,在加熱工藝沒有嚴格要
求,負荷變化小的場合仍然被廣泛采用。
電爐溫度控制器時間比例控制方式
時間比例控制方式常采用固態繼電器(SSR)作為加熱驅動部件,在小功率電阻爐中替代繼電器,能獲得較好的控制效果。固態繼電器是一種新型的電子開關器件,如圖三所示,一端與電熱元件相連,另一端與控制信號連接,把弱電控制信號轉化為強電信號。圖四是固態繼電器控制方式,智能電爐溫度控制器輸出設置為SSR方式,根據測量值與設定值的偏差,在選定的固定控制周期內,產生一個占空比可調的方波,控制固態繼電器接通的時間,來控制加熱功率,達到控制電阻爐溫度的目的。這種控制方式不僅適用于定值控制,而且也可用于程序控制,具有成本低、電源污染小的優蒸。固態繼電器一般采用雙向晶閘管或者是采用大功率晶體管作電子開關,比起接觸器的機械觸點,有更好的可靠性,更高頻率的通斷響應,且使用壽命長,也能獲得較好的溫度控制精度,在小功率電阻爐的溫度控制中得到了廣泛應用。
控制周期的選擇主要取決于爐子系統的熱慣性。時間比例周期短,控制輸出分辨率高,適合熱慣性小的系統,而對于熱慣性大的系統,應選擇較長的時間比例周期。一般時間比例周期在4~20s之間選擇。
電爐溫度控制器開關切換控制方式
開關切換控制方式是把電熱元件分成幾組,利用刀開關或接觸器,改變電熱元件的通電組數,達到改變爐子溫度的目的,如圖3-6所示。通電組數越多,溫度也就越高。這種控制方式的缺點是不能連續調節溫度,而且也很難保證爐內溫度均勻性,因此僅適用于加熱工藝不變、工件固定、溫度控制精度要求不高的地方。