Kawalan suhu automatik dalam ketuhar elektrik

Dalam relau rintangan elektrik, dalam kebanyakan kes, jenis kawalan suhu yang paling mudah digunakan - kawalan dua kedudukan, di mana elemen eksekutif sistem kawalan - penyentuh hanya mempunyai dua kedudukan hujung: «hidup» dan «mati» .

Dalam keadaan hidup, suhu relau meningkat, kerana kuasanya sentiasa dipilih dengan margin, dan suhu keadaan mantap sepadan dengan ketara melebihi suhu operasinya. Apabila dimatikan, suhu ketuhar berkurangan secara eksponen.

Untuk kes ideal di mana tiada kelewatan dinamik dalam sistem relau pengawal, operasi pengawal hidup-mati ditunjukkan dalam Rajah. 1, di mana pergantungan suhu relau pada masa diberikan di bahagian atas, dan perubahan yang sepadan dalam kuasanya di bahagian bawah.

nasi. 1. Skim operasi yang ideal bagi pengatur suhu dua kedudukan

Apabila relau dipanaskan, pada mulanya kuasanya akan tetap dan sama dengan nominal, jadi suhunya akan naik ke titik 1 apabila ia mencapai nilai Tbutt + ∆t1. Pada ketika ini, pengawal selia akan beroperasi, penyentuh akan mematikan relau dan kuasanya akan turun kepada sifar. Akibatnya, suhu relau akan mula menurun di sepanjang lengkung 1-2 sehingga had bawah zon mati dicapai. Pada ketika ini, relau akan dihidupkan semula dan suhunya akan mula meningkat semula.

Oleh itu, proses mengawal selia suhu relau mengikut prinsip dua kedudukan terdiri daripada perubahannya di sepanjang lengkung gergaji di sekeliling nilai yang ditetapkan dalam selang +∆t1, -∆t1 ditentukan oleh zon mati pengawal.

Kuasa purata relau bergantung pada nisbah selang masa keadaan hidup dan matinya. Apabila relau menjadi panas dan mengecas, keluk pemanasan relau akan menjadi lebih curam dan keluk penyejukan relau akan menjadi lebih rata, jadi nisbah tempoh kitaran akan berkurangan dan oleh itu purata kuasa Pav juga akan jatuh.

Dengan kawalan dua kedudukan, purata kuasa ketuhar dilaraskan pada setiap masa kepada kuasa yang diperlukan untuk mengekalkan suhu malar. Zon mati termostat moden boleh dibuat sangat kecil dan dibawa ke 0.1-0.2 ° C. Walau bagaimanapun, turun naik sebenar dalam suhu relau boleh berkali-kali lebih besar disebabkan oleh kelewatan dinamik dalam sistem pengawal-relau.

Sumber utama kelewatan ini ialah inersia sensor termokopel, terutamanya jika ia dilengkapi dengan dua cengkerang pelindung, seramik dan logam.Lebih besar kelewatan ini, lebih banyak turun naik suhu pemanas melebihi jalur mati pengawal. Di samping itu, amplitud ayunan ini sangat bergantung kepada kuasa berlebihan relau. Lebih banyak kuasa pensuisan relau melebihi kuasa purata, lebih besar turun naik ini.

Kepekaan potensiometer automatik moden adalah sangat tinggi dan boleh memenuhi sebarang keperluan. Sebaliknya, inersia sensor adalah besar. Oleh itu, termokopel standard dalam hujung porselin dengan penutup pelindung mempunyai kelewatan kira-kira 20-60 s. Oleh itu, dalam kes di mana turun naik suhu tidak boleh diterima, termokopel terbuka tanpa perlindungan digunakan sebagai penderia. Walau bagaimanapun, ini tidak selalu dapat dilakukan kerana kemungkinan kerosakan mekanikal pada sensor, serta arus bocor melalui termokopel dalam peranti, menyebabkan ia tidak berfungsi.

Adalah mungkin untuk mencapai pengurangan dalam rizab kuasa jika relau tidak dihidupkan dan dimatikan, tetapi dialihkan dari satu peringkat kuasa ke peringkat yang lain, dan peringkat yang lebih tinggi hendaklah hanya lebih sedikit daripada kuasa yang digunakan oleh relau, dan lebih rendah - tidak lebih kurang. Dalam kes ini, lengkung pemanasan dan penyejukan relau akan menjadi sangat rata dan suhu tidak akan melebihi zon mati peranti.

Untuk membuat suis sedemikian dari satu peringkat kuasa ke peringkat lain, adalah perlu untuk dapat melaraskan kuasa relau dengan lancar atau mengikut langkah. Peraturan sedemikian boleh dijalankan dengan cara berikut:

1) menukar pemanas relau, sebagai contoh, daripada «segi tiga» kepada «bintang».Peraturan yang sangat kasar itu dikaitkan dengan pelanggaran keseragaman suhu dan hanya digunakan dalam peralatan pemanasan elektrik rumah,

2) sambungan siri dengan relau dengan rintangan aktif atau reaktif boleh laras. Kaedah ini dikaitkan dengan kehilangan tenaga yang sangat besar atau pengurangan dalam faktor kuasa pemasangan,

3) menghidupkan relau melalui pengubah pengawal selia atau pengubah auto dengan pensuisan relau pada tahap voltan yang berbeza. Di sini, peraturannya juga berperingkat dan agak kasar, kerana voltan bekalan dikawal, dan kuasa relau adalah berkadar dengan kuasa dua voltan ini. Di samping itu, terdapat kerugian tambahan (dalam pengubah) dan pengurangan dalam faktor kuasa,

4) kawalan fasa dengan peranti semikonduktor. Dalam kes ini, relau dikuasakan oleh thyristor, sudut pensuisannya diubah oleh sistem kawalan. Dengan cara ini, adalah mungkin untuk mendapatkan kawalan lancar kuasa relau dalam julat yang luas, hampir tanpa kerugian tambahan, menggunakan kaedah kawalan berterusan - berkadar, kamiran, berkadar-integral. Selaras dengan kaedah ini, untuk setiap masa, kesesuaian antara kuasa yang diserap oleh relau dan kuasa yang dikeluarkan dalam relau mesti dipenuhi.

Yang paling berkesan daripada semua kaedah kawalan suhu dalam ketuhar elektrik ialah peraturan nadi dengan pengawal selia thyristor.

Proses kawalan nadi kuasa relau ditunjukkan dalam Rajah. 2. Kekerapan operasi thyristor dipilih bergantung pada inersia haba relau rintangan elektrik.

nasi. 2.Relau rintangan elektrik pengawal suhu nadi thyristor

Terdapat tiga kaedah utama pengawalan kadar jantung:

— kawalan nadi pada frekuensi pensuisan — ek = 2ev (di mana ek ialah frekuensi arus rangkaian bekalan) dengan perubahan momen pencucuhan thyristor dipanggil nadi fasa atau fasa (lengkung 1),

— peraturan nadi dengan peningkatan frekuensi pensuisan adalah mungkin

— peraturan nadi dengan frekuensi pensuisan yang dikurangkan (lengkung 3).

Melalui kawalan nadi, adalah mungkin untuk mencapai kawalan kuasa yang lancar dalam julat yang luas tanpa kehilangan tambahan, memastikan pematuhan dengan relau yang digunakan dan bekalan kuasa daripada rangkaian.

nasi. 3. Gambar rajah sambungan pengatur suhu berterusan

Elemen utama litar: BT — blok thyristor yang terdiri daripada 6 thyristor, disambungkan dua secara selari dalam setiap fasa relau, TETAPI — blok kawalan thyristor, menjana isyarat kepada elektrod kawalan thyristor, PTC — peranti kawalan haba, menerima isyarat daripada sensor suhu, proses dan output percanggahan dalam NO, PE — elemen potensiometer, mempunyai gelangsar yang digerakkan oleh ED dengan penghantaran mekanikal, bergantung pada isyarat DT, DT — sensor suhu (termokopel), ISN — sumber voltan DC yang stabil, KL — penyentuh linear, VA1, VA2 — suis automatik untuk melindungi litar daripada litar pintas.