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傳統(tǒng)的電加熱行業(yè)使用的功率器件一般采用分離晶閘管+晶閘管觸發(fā)板的方式來完成對變壓器初級或次級的調(diào)壓;加熱行業(yè)往往工作環(huán)境很惡劣,粉塵飛揚,溫度變化較大,濕度較高,長時間工作后會出現(xiàn)觸發(fā)板工作失常,造成晶閘管擊穿,導(dǎo)致設(shè)備停產(chǎn),產(chǎn)品報廢等,給生產(chǎn)造成嚴重損失。并且普通電工無法完成維修工作,必須專業(yè)人員進行操作。
為了避免出現(xiàn)上述問題,最好采用密封性好,工作環(huán)境適應(yīng)能力強,安裝維修方便的晶閘管智能模塊來替代傳統(tǒng)的方式。
晶閘管智能模塊是把晶閘管主電路與移向觸發(fā)系統(tǒng)(即觸發(fā)板)集成共同封裝在一個塑料外殼內(nèi),從而省去了觸發(fā)板與晶閘管之間的連接線、晶閘管與晶閘管之間的連接線,減小了接線錯誤的幾率,維護方便,普通電工即可完成操作,省去人員成本。把觸發(fā)板封裝到模塊內(nèi),環(huán)境中的粉塵、濕氣等都不會對其產(chǎn)生影響,增加了可靠性。
一、工作原理
晶閘管智能模塊用于電加熱控制柜內(nèi),通過溫控儀表的溫度傳感器來采集爐內(nèi)溫度,然后由恒溫儀表來控制智能可控硅調(diào)壓模塊的輸出電壓,形成一個溫度閉環(huán)系統(tǒng),來保持爐內(nèi)溫度恒定。
二、晶閘管智能模塊的選擇
晶閘管智能模塊是電加熱爐控制裝置中最關(guān)鍵的功率器件,整機裝置是否工作可靠與正確選擇智能可控硅調(diào)壓模塊的額定電壓、額定電流等參數(shù)有很大關(guān)系,選型的原則是考慮工作可靠性,即電流、電壓必須留有足夠余量。一般加熱爐額定電壓為380V,選擇工作電壓為460V的晶閘管智能模塊,其他電壓的晶閘管智能模塊需要訂做。
對晶閘管智能模塊電流的選擇,必須考慮加熱爐爐絲(或加熱件)的額定工作電流及智能可控硅調(diào)壓模塊的最大輸出電壓值,如果加熱絲為NTC或PTC特性的(即加熱絲額定電流隨溫度變化,開機時溫度很低,額定電流會很大或加熱到最高溫度時,額定電流會很大或加熱到最高溫度時,額定電流會很大),必須考慮加熱絲整個工作狀態(tài)的最大電流值,作為加熱絲的額定電流值來確定晶閘管智能模塊的規(guī)格大小。
如:某加熱爐控制柜,需要控制額定電壓為380V,最大工作電流為150A的加熱爐,應(yīng)使用什么規(guī)格型號的模塊?
《使用說明書》中的選型計算公式:
I>K×I負載×U最大/U實際
K:安全系數(shù),阻性負載K=1.5,感性負載K=2
I負載:負載流過的最大電流
U最大:負載上的最小電壓
U實際:模塊能輸出的最大電壓(三相整流模塊為輸入電壓的1.35倍,單相整流模塊為輸入電壓的0.9倍,其余規(guī)格均為1.0倍)
I:需要選擇模塊的最小電流,模塊標(biāo)稱的電流必須大于該值。
1.5×150A×1.0×380V/380V=225A
應(yīng)選擇型號為3MTAC260的模塊。
三、晶閘管智能模塊的保護
在實際應(yīng)用中,除合理選擇智能可控硅調(diào)壓模塊的額定電壓及電流外,還必須采取有效的保護措施來保證晶閘管智能模塊能可靠工作。
1、過熱保護
晶閘管智能模塊與其他功率器件一樣,在實際工作中由于自身功耗,都會引起芯片溫度上升,溫度過高后,會使漏電流增加,芯片特性變軟,直至過熱擊穿,在實際應(yīng)用中,通常采用強迫風(fēng)冷的方法來及時散除晶閘管工作時產(chǎn)生的熱量,控制散熱器最高溫度不超過75°,使晶閘管智能模塊在安全溫度下工作。
2、過流保護
加熱爐在實際工作中因加熱絲溫度上升,會導(dǎo)致加熱絲變形,如果加熱絲沒有采取良好的固定措施,會慢慢變形直至兩處加熱絲挨到一塊,形成短路,短路后會使電流增大,電流過大后會超過模塊的額定電流,燒毀模塊,為了限制電流過大,必須采取過流保護措施,一般再模塊的輸入端分別串聯(lián)快速熔斷器來限制最大電流,熔斷器額定電流值一般取負載的額定電流或略大于負載額定電流,必須保證小于晶閘管智能模塊的額定電流,快速熔斷器額定電流過大將起不到保護作用。
3、過壓保護
晶閘管智能模塊工作時由導(dǎo)通到截止時或因雷擊及其他原因都會產(chǎn)生能量較大,持續(xù)時間較長的過電壓,此電壓直接作用與晶閘管上會使晶閘管超過額定電壓而擊穿,為了保護晶閘管,常采用壓敏電阻吸收與阻容吸收的方法來吸收過電壓,有效避免晶閘管被擊穿。