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常用的电路形式及碳棒结法

1、变压器副边过零控制方式
    TGQ为固态继电器,电路简单可靠,对电网和环境无高次谐波干扰,硅碳棒老化时可以换档调压,延长硅碳棒使用寿命,降低运行费用,缺点是增加变压器,首次投资高,对电网的冲击较大,电流表指针摆动大,固态继电器电流大,安装时大线配线增加。
    变压器抽头数量的确定原则上是,多抽头有利于细调电压。考虑到变压器的制造工艺和实际操作不宜过多,但又不能太少,否则粗调电压会加速硅碳棒老化。实践中选4档比较合适。
    变压器抽头电压确定方法为:硅碳棒第一档为电压U。第4档电压的确定,通常设计时认为硅碳棒阻值老化到4R时寿命已到,即在保证功率的前提下第4档电压为2 Ue,硅碳棒2, 3档电压等分为1.3Ue和1.7U。见图2。这种方式可靠性高、性价比适中,通常硅碳棒使用寿命可以到4~U个月左右,前些年用的较多,近几年来由于变压器成本上涨,用的逐渐减少,多在一些外资和大中型企业中使用。
2、变压器原边过零控制方式
    卫冲为专门的过零控制组件,除变压器副边过零控制方式具有的优点外,该方式还有主回路功率器件小、配线小、安装配线合理顺畅等优点。缺点是用专门的过零控制组件、技术要求较高、国内生产的厂家不多、技术不是十分过关以及价格较高。这种方式可靠性、性价比一般,采用的不多,见图30
    另外,需要注意的是变压器原边过零控制不能直接用固态继电器SSR控制,否则会产生冲击电流,当选择断路器电流为3倍的额定电流时,仍会出现随机的跳闸现象。
3、无变压器电压型移相控制方式
    TGQ为电压调整器,这种方式输出电压连续可调,对电网和硅碳棒冲击小,电路较简单,成本较低,缺点是对电网和环境有高次谐波干扰,自身各温区之间也容易产生干扰。一般电源装机功率无需考虑老化因素放大,选用有输出限幅的仪表或电压调整器,硅碳棒老化时靠人工逐步调高输出限幅值,以延长硅碳棒使用寿命。但新棒使用时,电压调整器导通角较小,对电网和环境的高次谐波干扰严重,应选择抗干扰能力强的电压调整器,可控硅需加阻容吸收回路,配线时应考虑防止干扰。这种方式的性价比较高,用的较多。
4、变压器副边电压型移相控制方式
    TGQ为电压调整器,这种方式具备了过零和移相控制的共同优点,设计时尽量让导通角大些,调压由变压器换档和移相调压共同配合完成。缺点是功率器件容量大、配线大、成本高。这种方式硅碳棒寿命很长,通常在4一18个月左右,但是性价比不高,过去用的多,现在用的逐渐减少。
5、变压器原边电压型移相控制方式
    TGQ为电压调整器,这种方式优点同上,并克服了以上缺点。缺点是电压调整器原边控制技术要求高,实现成本较高。这种方式硅碳棒寿命也很长,但性价比不高,用的不多。
6、恒流型移相控制方式
    TGQ为恒流电压调整器,负载功率为:P2一(IX N )2X R2式中,N一变比,I一原边电流,总电阻R2-2R/ 3在第一档内使用时输出功率在0 ~ Pe范围内调节当出现硅碳棒老化和断棒时,从电流表电流值下降可以发现,输出最高电压受Ue的限制,硅碳棒不会出现过负荷现象。
    当输出电压调至第2~4档时,如果选择调档时机不当,电压余量过高时,当出现一支路断棒时,总电阻R2增加(I恒定),导致输出功率P。增加,会出现过负荷,加速老化,反过来加快总电阻R2迅速上升,连锁反应使输出功率尸。大大增加。结果出现恶性循环老化过程,其余两支路前后很快断完,而且由于电流指示恒定,值班人员不能及时发现,只有彻底断完后才能发现。一般使用寿命是在1一4个月左右。这种控制方式对操作要求很高,一般较少采用。注意,设计使用时变压器副边必须抽头。
7、无变压器恒功率型移相控制方式
    卫冲为恒功率电压调整器,这种控制方式较为理想,当硅碳棒老化时,输出电压自动升高,保证功率恒定,使用时无须人工干预,十分方便。但设计时注意要留够电压调整量,Rz= UZl4Pe,缺点是移相控制对电网和环境的高次谐波干扰依然存在,这种-恒功率电压调整器国内尚处于试制阶段,国外和合资产品价格较高,目前用的极少,随着国内产品的研制,预测今后会被广泛采用。
8、变压器原边恒功率型移相控制方式
    TGQ为恒功率电压调整器,控制方式同上,增加变压器,当硅碳棒老化时,配合调档调压,尽量增大可控硅导通角,克服以上对电网和环境有高次谐波干扰的不足,同时降压方式可以减少棒的串联数量。但当输出电压调至第2 ~4档时,如果选择调档时机不当,电压余量过高时,当出现一支路断棒时,同样会出现总电阻R2增加(输出功率P2= Pe恒定),导致单支棒的输出功率增加,会出现过负荷,加速老化,如果换棒不及时,也会加速其余两支路硅碳棒的老化,使用时应加以注意。
应用情况综合比较:
(1)注重性价比的一般应用场C7 7推荐用无变压器过零或电压型移相控制方式。
(2)要求较高的应用场合,推荐用带变压器过零或电压型移相控制方式。
(3)对电网要求较高的场合不宜选用移相控制方式。
(4)对硅碳棒负载恒流型移相控制方式应慎用。
(5)恒功率型移相控制方式,随着控制器成本的降低,预计是今后的发展方向。
(6)不同的控制方式对控温精度影响不大,实际应用选用带PID自整定的仪表,炉温稳定度均可达到士1℃o www.beritawan.com

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