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1、SCR电力控制器的应用及选型 作者:王磊 出处: 阅读:1364 发布时间:2007-5-21 9:24:00 供稿:中国建材国际工程有限公司 1 引言SCR 电力控制器(SCR Power Controller),目前在工业中已被广泛应用于各种电力设备中,诸如退火窑、窑炉、热处理炉、电气高温炉、高周波机械、电镀设备、印染设备等,既可 以“手动”调整,也可以和电动调节仪表、智能调节仪表、PLC以及计算机系统配合,达到对加热温度的恒值或程序控制。然而因为负载的不同,使用环境的限 制,而又有各种不同的控制模式及各种追加配备,如相位控制(Phase Angle Control)、分配式零位控制(Di
2、stributed Crossover)、时间比例零位控制(Time Proportional Zero Crossover)。SCR电力控制器有多种不同的叫法:如晶闸管电力控制器、可控硅电力调节器、可控硅电力调功器等。虽然叫法不同,但所指的都是同一产品。2 应用2.1 原理简介SCR电力控制器的基本原理是通过控制信号的输入,去控制串在主回路中的(SCR)晶闸管模块,改变主回路中电压的导通与关断,由此达到调节电压或功率的目的。控制器一般是由控制板加上主机(主回路)组成。SCR电力控制器又可分为调压器和调功器。采用相位控制模式的SCR电力控制器叫做调压器,它可以很方便的调节电压有效值,可用于电炉
3、温度控制、灯光调节及调压调速等,也可用做调节变压器一次侧电压,代替效率低下的调压变压器。采 用零位控制模式的SCR电力控制器叫做调功器,也叫做周波控制器。它对交流电压的周波进行控制,通过控制负载电压的周波通断比来控制负载的功率,多用于大 惯性的加热器负载。采用这种控制既实现了温度控制,又消除了相位控制时带来的高次谐波污染电网,不过控制精度有所降低。2.2 控制模式比较综观国内外SCR电力控制器产品,控制模式无非有两种:相位控制和零位控制(分配式零位控制、时间比例零位控制)。三者之间的比较见图表1。表1相 位控制:作用于每一个交流正弦波,即可在交流电的半个周期(正半周期或负半周期)内通过控制(移
4、动)触发脉冲的相位,来调整“导通时间”(又称导通角)和 “关断时间”(又称控制角)的比例来达到改变输出电压平均值的目的,该控制模式输出连续性好,在变化的过程中非常平稳。零位控制:在设定的周期T内,T通常为一秒,触发信号使主回路接通几个周波(几个完整的正弦波),再断开几个周波(几个完整的正弦波),改变晶闸管在设定周期内的通断时间比例,以调节负载上交流电的平均功率,即可达到调节负载功率的目的。根据输出电压分布的不同,零位控制又可分为分配式零位控制,即在T周期内根据输出百分比平均分布周波;时间比例零位控制则在T周期内根据输出百分比连续接通几个周波,然后在T周期剩余的时间内关断几个周波。它们的优劣比较
5、见图表2。表22.3 控制模式选择在使用中,由于负载种类不同,控制模式也有相应的变化,它们的应用范围及相互对照见表3。表33 选型在使用过程中,由于负载种类、电源类型和电源电压等级不同,我们可以把SCR电力控制器分为单相SCR电力控制器和三相SCR电力控制器。在三相380V供电电网中,应用于单相220V和单相380V电源的“SCR电力控制器”均称为“单相SCR电力控制器”。一般在下面两种情况下宜选用单相SCR电力控制器: 负载功率较小时可以使用单相方案,这样不会给电网造成严重的不平衡。使用单相方案时,一定要考虑到供电回路的断路器和电缆电线的承受能力,为减少对电网的影响,尽可能使用380V供电。
6、 负载的总功率很大,但是可以分解成多组单相负载时,最适宜选用多台单相SCR电力控制器方案。在使用时,把各组的SCR电力控制器和负载尽可能均匀地分配到三相电源上,这样不但考虑到了三相的平衡,而且把电器设备化大为小,非常有利于设备的制造、安装、调试和维护。应 用于三相380V电源的“SCR电力控制器”称为“三相SCR电力控制器”。负载一般有两类接法:三角接法和星型接法。设备使用三相负载的情况下宜选用三 相SCR电力控制器,此方案显现出设备数少、装配简单、体积小等特点。但大功率的三相SCR电力控制器需要使用大截面积的铜排或电缆,并具备良好的散热条 件。3.1 容量选择在选择SCR电力控制器的时候,我
7、们首先要确定负载的类型和负载的额定功率。单相SCR电力控制器,负载电流容量计算公式为:3.2 安装使用由于SCR电力控制其的安装涉及了一些接线和调试的问题,尤其是三相控制器,涉及的问题就更多。在使用时我们可以从四个方面着手: 检查控制器检查控制器的接线端子是否有松动、脱落,检查接线是否正确,铜排与控制器连接的螺丝是否有松动。 检查变压器对于变压器一次侧调压的应用场合,在使用前简单检查变压器。断开变压器原边和副边的联机,用万能表检查变压器原边对副边、原边对地、副边对地的电阻不小于1M欧。并检查变压器夹紧螺丝是否有松动。 检查负载用万能表检查加热丝对地的电阻是否符合要求。一旦其中有两点对地短路,轻则引起三相电流电压不平衡,出现过流报警,严重引起控制器损坏。 轻载实验断开控制器和负载的连接,用灯泡作为假负载接至控制器的输出端,通电用手动
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