电加热温度控制方案

U
电源波形
0
U
触发脉冲
0
U
负载波形
0
T 2T
T
T
2T
过零时导通
“定周期过零调功型”触发方式的工作波形
100T 2S t
t 100T
2S t
11
可控硅的不同触发方式
3、“变周期过零调功型”触发方式
“变周期过零调功型”触发方式是从“定周期过零调功型” 触发方式演变而来的。即在满足“过零触发”和“输入信 号和占空比的关系”两个前提条件下，尽可能缩短控制周 期，从而减小测量仪表的抖动，并提高控温的精度
U
周期）内通过控制（移动）触发 触发脉冲
脉冲的相位，来调整“导ຫໍສະໝຸດ Baidu时间”
0
t
（又称导通角）和关断时间（又
U
负载波形
称控制角）的比例来达到改变输
0
出电压平均值的目的，输出的连
t
续性比较好，被控参数比较稳定
控制角
导通角
“调压型”触发方式的工作波形
10
可控硅的不同触发方式
2、“定周期过零调功型”触发方式
在一个较长的固定周期内通过触发电路控制导通周波的个 数和关断周波个数的比值（又称为占空比或时间比例）来 控制负载功率的平均值。
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三、理论分析——温度位式控制方案
（三）多位控制
三位控制器特性示意图
三位控制规律特点
当被控变量在某一个范 围内时，执行器可以处于 某一中间位置，以使系统 中物料量或能量的不平衡 状态得到缓和，这就构成 了三位式控制规律。
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（三）三位控制器
高 中 低总
220V～
－＋
表1 电炉加热系统三位控制工作情况表
1）熟悉位式控制规律与性能特点，能根据工艺特点与要 求，用双位式和三位式控制器组成合理的温度控制系统。
2）明确可控硅电力控制器的工作原理与性能特点，能根 据工艺特点与要求，用可控硅电力控制器等自动化仪表组 成合理地温度定值控制系统。
2、作业布置
（1）请简单说明电接点水银温度计、双金属温度计的结 构原理及测量方法？
2
二、加热控制的意义
从本次课开始我们将讨论温度控制 问题。温度控制在工业生产中具有 极广泛的应用，根据加热介质的不 同，大致可分为二类：一是燃烧加 热方式，另一种是电加热方式。后 者由于使用安全、效率较高、环保 节能、控制方便等优越性，越来越 受到重视与应用。因此我们将以电 加热模拟锅炉恒温控制系统的集成 与调试技术，以使大家对温度控制 技术有一基本认识，并学会应用。
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三、理论分析——温度 位式控制方案
双位控制的特点及应用
双位控制器结构简单、成本较低、易于实现，因此 应用很普遍。常见的双位控制器有带电触点的压力表 、带电触点的水银温度计、双金属片温度计、动圈式 双位批示调节仪等。在工业生产中，如对控制质量要 求不高，且允许进行位式控制时，可采用双位控制器 构成双位控制系统。如空气压缩机贮罐的压力控制， 恒温箱、电烘箱、管式加热炉的温度控制等就常采用 双位控制系统。
“变周期过零调功型”触发方式的工作波形
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4、三种控制模式的性能对比
三种控制模式各有优缺点，变周期过零调功方式，对电 网无干扰，能提高电网功率因数，节能效果明显，所以越 来越被广泛采用。
可控硅三种控制模式的工作波形
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4、三种控制模式的性能对比
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五、小结，学生课后自学布置
1、小结
通过本次课学习，在能力应达到：
出给可控硅电力控制器，并由它去控制串在主回路中的可控硅
（晶闸管）模组，改变主回路中电压的导通与关断，由此达到调
节电功率的目的。
调节器
可控硅电 力控制器
PID调节 给定值
温度 传感器
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可控硅的不同触发方式
1、“调压型”触发方式
“调压型”触发方式，也称为
U
电源波形
“移相型”触发方式，即在交流
0
t
电的半个周期（正半周期或负半
图1 加热炉控制系统图
燃料
从实际工艺要求可知：为了在控制阀气源断气时，炉温不继续升高，以 防烧坏炉子，应采用气开阀（断气时关闭），是“正”作用。炉温是随燃 料的增多而升高的，所以炉子也是“正”作用的。所以根据反馈控制原理， 调节器必须为“反”作用，才能当炉温升高时，使阀门关小，炉温下降。
其工作过程如下：温度↑→温度变送器输出↑→调节器输出↓→调节阀开度 ↓→燃料输出↓→温度↓。
（2）请查询二个不同生产厂家的可控硅电力控制器产品， 并简单说明其使用方法。
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3
三、理论分析——温度 位式控制方案
（一）双位控制
当e>0或e<0时
u umax
u
开位
e
e<0或e>0时
u umin
J
关位
理想的双位控制特性图
双位控制示例
4
三、理论分析——温度 位式控制方案
（二）具有中间区的双位控制 P
u
t 开
0
e
T
th
关
TO
tL T t
带中间区的双位控制规律
带中间区的双位控制过程
指针位置
继电器工作情况
J1
J2
闭合
闭合
J1
乙
甲
J2
断开
闭合
220V～
断开
断开
在加热炉中，采用XCT型动圈式三位指示调节仪 进行温度的三位控制。
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四、温度控制方案的改进
基于可控硅电力控制器的温度控制系统可用下图表示，其基本原
理是：温度传感器检测水温，并以电信号方式传送给温度控制器，
温度控制器则与给定值比较后得到偏差e，经运算后得到控制值输
项目三 电加热控制系统 集成与调试
模块一 电加热温度控制方案
湖州职业技术学院机电工程分院
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一、作业点评
(一)题目要求
加热炉温度控制系统如图1 所 示，根据工艺要求，出现故障 时炉子应当熄火。试说明调节 阀的气开、气关型式，调节器 的正反作用方式，并简述控制 系统的动作过程。
冷介质
T C
加热炉
热介质