Автоматичен контрол на температурата в електрически пещи

електронни пещи съпротива в повечето случаи се използва проста форма на контрол на температурата - контрол OFF, в които системата за контрол на задвижка - контактор има само последните две позиции: "за" и "изключено".

При включено състояние температурата на пещта се покачва, тъй като мощността му винаги се избира при захранването и съответната стационарна температура значително надвишава работната си температура. При изключено състояние температурата на пещта се намалява с експоненциална крива.

За идеализирана версия, когато няма динамично забавяне в системата на регулатора-пещ, работата на двупозиционния контролер е показана на фиг. 1, от който зависи температурната зависимост на температурата на пещта в по-високата част и съответната промяна в нейната мощност в долната част.

Фиг. 1. Идеализирана схема на работа на регулатора на температурата на включване и изключване

Когато пещта се нагрее, нейната мощност първоначално ще бъде постоянна и равна на номиналната й стойност, тъй като нейната температура ще се повиши до точка 1, когато достигне стойността на tas + Δt1. В този момент регулаторът ще работи, контакторът ще изключи фурната и мощността й ще падне до нула. В резултат на това температурата на пещта ще започне да намалява по крива 1-2, докато се достигне долната граница на мъртвата зона. В този момент ще се появи ново начало на фурната и температурата отново ще започне да се увеличава.

Така makarom, процес за контрол на температурата на пещта за принцип за включване и изключване е в неговата промяна на трионообразна крива за дадена стойност в границите на интервали + Δt1, -Δt1opredelyaemyh мъртва зона на регулатора.

Средната мощност на пещта зависи от съотношението на времевите интервали на неговото състояние и на изключено състояние. Като пещ затопляне и кривата на натоварване на отоплението на фурната ще отиде по-бърза крива и охладителната фурната - той трябва да бъде, защото съотношението на периоди от цикъла ще бъде намалена, и тъй като тя трябва да се намалява, а средната мощност на РСР.

При регулиране на включването и изключването средната мощност на пещта винаги се регулира до необходимата мощност, за да се поддържа постоянна температура. Мъртвата лента на съвременните терморегулатори може да бъде направена много малка и да бъде доведена до 0,1-0,2 ° С. Но действителните колебания на температурата на пещта могат да бъдат многократно по-високи поради динамичното забавяне в системата на регулатора и пещта.

Основният източник на това забавяне е инерцията на сензора - термодвойката, особено ако е оборудвана с 2 защитни покрития, глина и желязо. Колкото е по-дълго това закъснение, толкова по-големи са температурните колебания на нагревателя, които надвишават зоната на нечувствителност на регулатора. В допълнение, амплитудите на тези колебания в голяма степен зависят от излишния капацитет на пещта. Колкото по-голяма е мощността на пещта, тя е по-висока от средната мощност, толкова по-голяма е тази колебание.

Чувствителността на съвременните автоматични потенциометри е много висока и може да отговаря на всички изисквания. Инерцията на сензора, напротив, е страхотна. По този начин стандартната термодвойка в порцеланов връх със защитно покритие има забавяне от около 20-60 секунди. Следователно, в случаите, когато температурните колебания са неприемливи, се използват незащитени термодвойки с отворен край като сензори. Това обаче може да не се дължи винаги на вероятни механични повреди на сензора, както и на течовете, които причиняват неправилна работа чрез термодвойка.

Възможно е да се постигне намаляване на захранвания, ако пещта не се включва и изключва, и преминаването от едно ниво на енергия в друга, най-високо ниво трябва да е само малко по-голяма от консумираната от фурната власт, и толкова по-ниска - малко по-малко. В този случай, пещта и нейните охлаждащи криви отопление са много леки и по същество температура не надхвърля мъртвата зона на устройството.

За да извършите такова преминаване от един етап на захранване към друг, трябва да сте в състояние да регулирате силата на пещта плавно или стъпка по стъпка. Такова регулиране може да се извърши по следните методи:

1) превключване на печки нагреватели, например, от "триъгълник" на "звезда". Такова много грубо регулиране е свързано с нарушаване на еднородността на температурата и се използва само в битови електрически нагреватели,

2) включване на пещта на регулираното активно или реактивно съпротивление. Този метод се свързва с много големи енергийни загуби или с намаляване на фактора на мощността на централата,

3) подаване на пещта чрез регулиращ трансформатор или автотрансформатор с превключване на пещта до различни нива на напрежение. Тук регулирането е стъпало и сравнително грубо, защото захранващото напрежение е регулирано и мощността на пещта е пропорционална на квадрата на това напрежение. Освен това има допълнителни загуби (в трансформатора) и намаление на фактора на мощността,

4) фазов контрол чрез полупроводникови устройства. В този случай пещта се захранва от тиристори, чийто ъгъл на включване се променя от управляващата система. Чрез този метод е възможно да се постигне гладко управление на мощността на пещта в широки граници, като практически няма допълнителни загуби, като се използват методи на непрекъснат контрол - пропорционален, интегрален, пропорционален интеграл. В съответствие с тези методи, за всяка точка от времето, мощността, поглъщана от пещта, и мощността, освободена в пещта, трябва да бъдат съчетани.

Най-красивата от всички методи за регулиране на температурния режим в електронните пещи е импулсното регулиране с въвеждането на тиристорни регулатори.

Процесът на импулсно регулиране на мощността на пещта е показан на фиг. 2. Периодичността на работата на тиристорите се избира в зависимост от топлинната инерция на електронната съпротивителна пещ.

Фиг. 2. Тиристорен импулсен регулатор на температурата на електронната съпротивителна пещ

Има три основни метода за регулиране на импулсите:

- контрол на импулса превключване честота - FK = 2fs (където FC - честота захранващия ток) на конфигурацията от времето на тиристор се нарича отключване позиционно или фаза (криви 1)

- регулиране на импулса с преувеличена честота на превключване fk

- импулсно регулиране с намалена честота на превключване fk < 2fc (криви 3).

метод корекция на импулса може да се получи гладка контрол мощност в широк диапазон, без допълнителни загуби, като се гарантира, че пещта и потреблението на енергия, предоставена мрежа.

Фиг. 3. Електронна схема на непрекъснат температурен контролер

Основните елементи верига: BT - блок tiristrov състои от 6 тиристори включени две анти-паралелно една фаза пещ RUT - управляващ блок тиристор на произвежда сигнал за контролиране тиристорни електроди PTC - устройство Teplokontrol на, получава сигнал от температурен сензор, процеси и извежда несъответствие в RUT, РЕ - потенциометрично елемент има плъзгач подвижен ED с механична трансмисия, независимо от DT на сигнала, DT - сензор за температура (термодвойка) SRI - източник на стабилизирано напрежение неизменно контакторът е линеен, BA1, VA2 - автоматични превключватели, за защита на схемите от малки къси съединения.

Училище за електротехник