调功器应用

五、调功器应用

当加热炉内气体不均,很难采用±5℃温差控温法控制时,就得借助调功器了。调功器有斩波移相调压控制、占空比控制、周波调功控制三种方式,常采用周波调功控制方式。周波调功控制克服了斩波移相调压控制中谐波对电网污染干扰大的缺点,同时功率输出平稳性又远远优于占空比控制方式。通过调功器,可以实现两点(或以上)的温度控制。一种调功器的线路如图5-6所示。

图5-6　调功器线路

图5-6的调功器线路由周波控制模块SSR-CYC、三只单相固体继电器SSR、数字式温控系统等组成,周波控制模块SSRCYC、固体继电器SSR见第六章相关内容。数字式温控系统的工作原理较为复杂,分升温和保温两个阶段,可以满足各种工艺需要。升温阶段的工作原理如图5-7所示,设两个测温点分别是高温点A(对应热电偶A)、低温点B(对应热电偶B)。

图5-7　调功器升温阶段的工作原理

通过调功器,使加热炉在升温过程中,能够保证点A、点B的温差始终保持在设定温差范围内。当加热炉温度上升到设定温度后,温控系统就进入保温阶段了。保温阶段的工作原理如图5-8所示,通过调功器,使A点温度始终工作在设定温度附近。当然也可以结合图5-7的工作原理,在保温阶段也能够限制点A、点B的温差。实际操作中,应根据具体的生产工艺、装备条件来设计。

图5-8　调功器保温阶段的工作原理

调功器应用示例如图5-9所示。图5-9是罩式炉,炉子中的加热对象是钢带卷,由于钢带卷很厚,如果采用±5℃温差控温法,加热过程中容易出现内、外侧和中央区域的温差,影响产品质量。

图5-9　钢卷带加热炉示意图

热电偶D测量钢带卷的外侧温度,热电偶E测量钢带卷的内侧温度。调功器的控温是自适应控制,应有两个设定数据:一是炉子的工作温度,二是D、E两点的温度差。升温过程中,调功器通过限制D、E两点的温度差实现升温过程控制,工作原理如图5-7所示;当D点温度达到设定值时,就进入保温阶段了,通过调功器,使D点温度始终工作在设定值附近,工作原理如图5-8所示。如果需要在保温阶段也限制D、E两点的温度差,那就比较复杂了,应根据具体的生产工艺、装备条件来设计。