技术资料下载-第一章SCR电力控制器总述

電力控制器1第一章SCR电力控制器总述前言SCR电力控制器（SCRPOWERCONTROLLER），目前在工业中已被广泛应用于各种电力设备中，诸如窑炉、热处理炉、电气高温炉、高周波机械、电镀设备、印染设备、涂装设备、射出机、押出机等等，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（PhaseAngleControl），分配式零位控制（DistributedZeroCrossover）,时间比例零位控制（TimeProportionalZeroCrossover）。基于此，本公司研制了P/E系列各种不同控制模式之电力控制器，以满足各用户的需要。P/E系列SCR电力控制器，完全采用SCRPOWERMODULE密封的IC化电路板，使整个控制器简单轻便，以提高控制器的可靠度，当要使用本控制器时，请详读本说明，以了解各种控制器的结构、功能、接线方法。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，功率控制器等，虽然叫法不同，但所指的都是同一种产品。本公司以SCR电力控制器来命名。1，原理简介SCR电力控制器的基本原理是通过控制信号输入，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电力控制器可叫做调压器，它可以方便地调节电压有效值，可用于电炉温度控制，灯光调节，异步电动机降压软启动和调压调速等，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电力调节器可叫做调功器，也叫周波控制器。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，即实现了温度控制，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，控制模式比较综观国内外SCR电力控制器产品，控制模式无非就是两种：相位控制和零位控制（分配式零位控制、时间比例零位控制）。三者之间的比较请看以下图表：相位控制：作用于每一个交流正弦波，改变正弦波每个正半波和负半波的导通角来控制电压的大小，进而可以调节输出电压和功率的大小。零位控制：在设定的周期Tc内，Tc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（几个完全的正弦波），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，零位控制又分为分配式零位控制，既在Tc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Tc周期内根据输出百分比连续接通几个周波，然后在Tc周期剩余的时间内连续关掉几个周波。電力控制器2优劣性比较：控制模式优点缺点相位控制1，控制精度高2，任何负载皆可控制3，可做各种控制变化1，控制不当易造成电磁干扰须加装各种防制措施2，费用较高时间比例零位控制1，无电磁干扰2，构造较简单3，费用较低1，只能控制纯阻性负载2，负载较易受冲击3，控制精度较低分配式零位控制1，无电磁干扰2，构造较简单3，费用较低4，控制效果比时间比例零位控制优异1，只能控制纯阻性负载2，负载较易受冲击3，控制精度较低3，控制模式选择负载种类驱动负载电源型式控制模式选用建议加装配备备注一般纯阻性负载□KanthalA,A-1,DSD□Nichromewire/strip镍铬耐热合金□Cartridgeheaters环状加热器□Stainlesssteelelement不锈钢加热组件直接与电力电源连接●相位控制●分配式零位●时间比例零位加温期间电阻几乎不变负阻性负载□SuperKanthalSt,N,33□Carbonelement碳组件□Tungstenelement镉组件□Platinumelement白金组件□Molybdenumelement钼组件□Graphiteelement石墨组件经变压器降压供电●相位控制●定电流●电子式过流保护加热期间电阻改变上升（未加热前电阻很低）物体本身直接接电源加热□Saltbathheattreat盐浴□Glassmelting玻璃溶解□Zincrefining镀锌□Materialsanalysis材料分析变压器耦合并回馈保持稳定度●相位控制●定电压●电子式过流保护特殊产品□Siliconcarbideelement硅碳棒变压器耦合（变压器必须有多种不同电压输出端）以供应组件使用年限长久可改变供给电压，SCR可接一次或二次侧●相位控制●分配式零位电阻由于使用年限而增加约2倍感应高频加热□Inductionheatingcoils□RFheating-platevoltage直接加电源或升压变压器，SCR在一次侧●相位控制●定电压高直流电压供给负载□Tungstenfilamentlamps直接加电源●相位控制●定功率●软起动□DC-Tungstenlamps直接加电源●相位控制●定电压電力控制器3第二章P系列SCR电力控制器1，功能简介P系列SCR电力控制器是我公司的主要产品之一，以其优异的品质完美应用于各种控制设备中，满足不同用户的需求，目前P系列SCR电力控制器分为三相和单相两类。产品完全采用SCRPOWERMODULE密封的IC化电路板，抗干扰能力强，可用于变压器负载和高频装置前级调压器，具有电流回馈适用于负阻性负载如硅钼棒，白金加热器。过流保护采用高速电子开关，过流时自动切断触发装置达到保护SCR模块的作用。2，技术规格：◆控制输入信号：电流输入：4～20mADC输入阻抗：120Ω电压输入：1-5V手动输入：5KΩ电位器◆负载额定电压范围：110V：110VAC±10%50HZ220V：220VAC±10%50HZ380V：380VAC±10%50HZ440V：440VAC±10%50HZ◆有效值电流与制冷系统：40A，60A，80A，100A，160A，200A，300A，400A：强制风冷系统600A～1200A特殊定制：水冷系统◆控制方式：相位控制调压型（无回馈型）适用负载：适用于恒阻性加热体（镍铬合金、铁铬、Kanthal等），电感负载（变压器、电感线圈等）输出电压控制范围：输入电压的0～98%输出稳定性：当输入波动为±10%时，输出波动少于±2%调节输出分辨率：0.6°三相触发不平衡度：≤0.6°相位控制调压型（电流回馈型）作用：采用电流回馈时，当控制信号不变，即使负载阻值发生变化，输出电流可稳定在额定电流范围内任意值不变。适用负载：变阻性加热体（电阻随温度变化如钨、钼、kanthalsurper、硅、碳化物、碳硅棒等）及电感负载输出电压控制范围：输入电压的0～98％输出稳定性：当输入波动为±10%时，输出波动少于±2%调节输出分辨率：0.6°三相触发不平衡度：≤0.6°分配式零位控制调功型适用负载：适用于恒阻性加热体（镍铬合金、铁铬、kanthal等）控制输出范围：0～95％的负载电源控制周期：1sec◆负载连接方式及相序判别（三相）：负载方式：三角形或星型中心不接地。移相范围：0～120°星型中心接地（220V负载）。移相范围：0～175°半控整流桥。移相范围：0～120°相序判别：R-S-T接线正确则SCR控制器相序判别氖灯亮◆短路、过流保护系统物理类保护（选配）保护动作：当电流超过额定电流的130～150％时，快速熔断器熔断动作时间：20ms复位：更换快速熔断器电子类保护保护动作：当电流超过额定电流的130％（可调整），输出切断，任何器件均不损伤，报警继电器动作动作时间：10ms复位：按复位开关或重新上电继电器触点容量：250VAC3A◆散热器超温保护系统電力控制器4保护动作：当散热器温度超过75℃时，输出切断动作时间：20ms复位：故障排除后重新上电◆运行环境：周围温度范围：－10～50℃周围湿度：≤90％R◆绝缘阻抗：昀小20MΩ500VDC◆绝缘体强度：2000VAC1分钟（220V）2500VAC1分钟（380V）◆材料和外部涂层：钢板/油漆涂层3，型号识别：A—电源种类1：单相(1Ф)3：三相(3Ф)B—控制模式P：相位控制D：分配式零位控制C—电源电压110V220V380V440VD—电流种类40A～1200A按客户具体电流要求定制E—保护方式0：无1：快速熔断保险管（选配）2：高速电子开关保护F—回馈控制0：无1：定电流2：定电压4，结构尺寸5，应用举例(1)三相SCR电力控制器（相位控制模式）ABCDEPF電力控制器5工程实例：现有一电炉，需要炉内温度维持在800度，发热丝为镍铬合金（恒阻性负载）星形接法，功率为95KVA，额定电压为380V三相电源。温度控制器为我公司P908-301，用三相SCR电力控制器搭建一个简单的温度控制系统。选型方法：首先要确定控制器的电源电压和电流大小，电流的计算公式为：由于发热丝采用星形接法，所以线电压为380V，总负载为95KVA，计算可得电流为144A左右，则我们选择160A的SCR模块。不需要做回馈定电流控制，所以此工程我们选配的SCR电力控制器型号为：P-3P-380V160A-20注：在实际的控制中有些负载为变阻性加热体（电阻随温度变化如钨、钼、kanthalsurper、硅等），对于这样的负载，我们要用定电流控制，即输入控制信号不变，负载的电流也不变，电流不随负载特性改变而改变。工程配备：选好了SCR电力控制器，其它的配备还需要测温用的热电偶，由于测量温度为800度，选昀常见的K分度号热电偶就可以，有了这些后，我们还需要一台温控器，由于我们需要仪表输出4-20mA，所以选用了我公司的P908-301。接线示例：注解：1，P908-301温控器的19，20端接热电偶，用于测量炉内温度，测得的温度与我们设定的温度800度比较，通过OUT1输出端输出在4-20mA变化的电流用作SCR的控制信号。2，从温控器出来的4-20mA控制信号输入到SCR后，SCR电力控制器就根据此信号改变炉内发热丝的电压，从而改变发热丝的输出功率，维持炉内温度。3,此种接法属于4-20mA输入自动控制，简单示意图如下：電力控制器6其它接法有DC1-5V输入自动控制，既用1-5V的信号输入，此信号可以用仪表给出，也可用信号源给出。接法如下图：还有手动控制：直接用一个5KΩ的电位器调节输入，也可调节SCR的输出。接法如下图：还有自动控制(DC4-20mA)输出限制可调：即输入4-20mA信号控制SCR的同时，可通过电位器调节限制昀大输出。例如输入4mA时输出为0V；输入12mA时输出为190V左右，此时调节电位器可以调节输出电压，让电压在0-190V之间变化；输入20mA时，调节电位器可以使电压在0-380V之间变化，这样限制电位器就起到限制昀大输出的作用。接法如下图：昀后还有手动/自动控制切换输入，选择开关S打到“手动”时，手动电位器输入。当S打到“自动”时，DC4-20mA自动控制输入。電力控制器74,各端子接线说明：端子1为地线。端子2、3、4为控制板三相电源输入端，R-S-T接线正确则SCR控制器相序判别氖灯亮。端子5、6接温度开关，出厂时已经在散热片上装有75度的温度开关，当散热片上温度未达到75度时，开关一直是闭和的即5，6端子相通。当散热片上温度超过75度后，开关断开，5、6端子断开，从而输入信号断开，SCR模块不触发，这就是超热保护。端子7、8为手动电位器输入端，电位器的两端接在此两端子间，中间抽头则接到端子5。端子9为自动输入4-20mA信号正极端，同时也要引一根线到端子5，负极接在端子8（信号地）上。端子10、11为过流复位端，端子18、19、20为过流报警装置接入端。当主回路中电流过大，控制器自动切断输出，同时端子18、19、20端的过流继电器动作，可外接声光报警装置。当排除故障后按接在端子10、11之间的复位开关，那么过流继电器复位，控制器正常工作。端子12、13；端子