전기 오븐의 자동 온도 제어

전기 저항로에서는 대부분의 경우 가장 간단한 유형의 온도 제어가 사용됩니다. 즉, 제어 시스템의 실행 요소인 2위치 제어인 접촉기에는 «켜짐» 및 «꺼짐»의 두 끝 위치만 있습니다. .

전원이 항상 여유 있게 선택되고 해당 정상 상태 온도가 작동 온도를 크게 초과하기 때문에 켜짐 상태에서 용광로의 온도가 상승합니다. 전원을 끄면 오븐의 온도가 기하급수적으로 떨어집니다.

컨트롤러-퍼니스 시스템에서 동적 지연이 없는 이상적인 경우의 경우 온-오프 컨트롤러의 작동이 그림 1에 나와 있습니다. 1, 시간에 따른 용광로 온도의 의존성은 상단 부분에 표시되고 해당 전력의 변화는 하단 부분에 표시됩니다.

쌀. 1. 2 위치 온도 조절기의 이상적인 작동 방식

용광로가 가열되면 처음에는 전력이 일정하고 공칭 전력과 같기 때문에 Tbutt + ∆t1 값에 도달하면 온도가 지점 1로 상승합니다. 이 시점에서 조절기가 작동하고 접촉기가 용광로를 끄고 ​​전원이 0으로 떨어집니다. 그 결과 불감대 하한선에 도달할 때까지 퍼니스 온도가 곡선 1-2를 따라 감소하기 시작합니다. 이 시점에서 퍼니스가 다시 켜지고 온도가 다시 상승하기 시작합니다.

따라서 두 위치의 원리에 따라 용광로의 온도를 조절하는 과정은 컨트롤러의 불감대에 의해 결정되는 간격 +∆t1, -∆t1에서 설정 값 주위의 톱니 곡선을 따라 변화하는 것으로 구성됩니다.

용광로의 평균 전력은 켜짐 및 꺼짐 상태의 시간 간격 비율에 따라 다릅니다. 용광로가 가열되고 충전됨에 따라 용광로 가열 곡선은 더 가팔라지고 용광로 냉각 곡선은 더 평평해지기 때문에 주기 비율이 감소하므로 평균 전력 Pav도 떨어집니다.

2위치 제어를 통해 오븐의 평균 전력은 항상 일정한 온도를 유지하는 데 필요한 전력으로 조정됩니다. 최신 온도 조절기의 데드 존은 매우 작게 만들 수 있으며 0.1-0.2 ° C로 가져올 수 있습니다. 그러나 용광로 온도의 실제 변동은 컨트롤러-로 시스템의 동적 지연으로 인해 몇 배 더 클 수 있습니다.

이 지연의 주요 원인은 열전대 센서의 관성입니다. 특히 두 개의 보호 쉘(세라믹 및 금속)이 장착된 경우에 그렇습니다.이 지연이 클수록 히터의 온도 변동이 컨트롤러의 불감대를 초과합니다. 또한 이러한 진동의 진폭은 용광로의 초과 전력에 크게 의존합니다. 퍼니스의 스위칭 전력이 평균 전력을 초과할수록 이러한 변동이 커집니다.

최신 자동 전위차계의 감도는 매우 높으며 모든 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 반대로 센서의 관성은 크다. 따라서 보호 커버가 있는 도자기 팁의 표준 열전대는 약 20-60초의 지연이 있으므로 온도 변동이 허용되지 않는 경우 보호되지 않은 개방형 열전대가 센서로 사용됩니다. 그러나 이것은 센서의 기계적 손상 가능성과 장치의 열전쌍을 통한 누설 전류로 인해 오작동을 일으킬 수 있기 때문에 항상 가능한 것은 아닙니다.

퍼니스를 켜고 끄지 않고 한 전력 단계에서 다른 전력 단계로 전환하고 더 높은 단계가 퍼니스에서 소비하는 전력보다 약간만 더 많아야 하는 경우 예비 전력을 줄일 수 있습니다. 낮음 - 그다지 적지 않습니다. 이 경우 퍼니스의 가열 및 냉각 곡선은 매우 평평하고 온도는 장치의 불감대를 거의 초과하지 않습니다.

하나의 전력 단계에서 다른 단계로 이러한 전환을 수행하려면 퍼니스 전력을 원활하게 또는 단계적으로 조정할 수 있어야 합니다. 이러한 규제는 다음과 같은 방법으로 수행할 수 있습니다.

1) 퍼니스 히터를 예를 들어 «triangle»에서 «star»로 전환합니다.이러한 매우 가혹한 규제는 온도균일성 위반과 관련이 있으며 가정용 전열기구에만 사용되며,

2) 능동 또는 반응 저항을 조정할 수 있는 용광로와의 직렬 연결. 이 방법은 매우 큰 에너지 손실 또는 설치 역률 감소와 관련이 있습니다.

3) 다른 전압 레벨에서 퍼니스 스위칭이 있는 조절 변압기 또는 자동 변압기를 통해 퍼니스에 전력을 공급합니다. 여기에서도 공급 전압이 조절되고 용광로 전력이 이 전압의 제곱에 비례하기 때문에 조절이 단계적이며 상대적으로 대략적입니다. 또한 추가적인 손실(변압기에서)과 역률의 감소가 있으며,

4) 반도체 장치로 위상 제어. 이 경우 퍼니스는 제어 시스템에 의해 스위칭 각도가 변경되는 사이리스터에 의해 전원이 공급됩니다. 이러한 방식으로 비례, 적분, 비례 적분과 같은 연속 제어 방법을 사용하여 거의 추가 손실없이 광범위한 퍼니스 전력을 원활하게 제어 할 수 있습니다. 이러한 방법에 따르면, 각 순간마다 용광로에 흡수된 전력과 용광로에서 방출된 전력 사이의 대응 관계가 충족되어야 합니다.

전기 오븐의 모든 온도 조절 방법 중 가장 효과적인 방법은 사이리스터 조절기를 사용한 펄스 조절입니다.

용광로 전원의 펄스 제어 프로세스는 그림 1에 나와 있습니다. 2. 사이리스터의 작동 주파수는 전기 저항로의 열 관성에 따라 선택됩니다.

쌀. 2.사이리스터 펄스 온도 컨트롤러 전기 저항로

심박수 조절에는 세 가지 주요 방법이 있습니다.

- 스위칭 주파수에서의 펄스 제어 - ek = 2ev(여기서 ek는 공급 네트워크 전류의 주파수임) 사이리스터의 점화 순간의 변화를 위상 펄스 또는 위상(곡선 1)이라고 합니다.

- 증가된 스위칭 주파수로 펄스 조정 가능

- 스위칭 주파수가 감소된 펄스 조절(곡선 3).

펄스 제어를 통해 추가 손실 없이 넓은 범위에 걸쳐 원활한 전력 제어를 달성할 수 있어 소비되는 화로와 네트워크의 전원 공급을 준수합니다.

쌀. 3. 연속 온도 조절기의 연결 다이어그램

회로의 주요 요소: BT - 6개의 사이리스터로 구성된 사이리스터 블록, 용광로의 각 위상에 2개가 병렬로 연결됨, BUT - 사이리스터 제어 블록, 사이리스터 제어 전극에 신호 생성, PTC - 열 제어 장치, 수신 온도 센서의 신호는 NO, PE - 전위차계 요소의 불일치를 처리하고 출력하며 DT 신호, DT - 온도 센서(열전대), ISN - 안정화된 DC 전압 소스에 따라 기계적 전송으로 ED에 의해 움직이는 슬라이더가 있습니다. KL — 선형 접촉기, VA1, VA2 — 단락으로부터 회로를 보호하는 자동 스위치.