Awtomatikong kontrol sa temperatura sa mga electric oven

Sa mga electric resistance furnaces, sa karamihan ng mga kaso, ang pinakasimpleng uri ng temperatura control ay ginagamit - dalawang-posisyon na kontrol, kung saan ang executive elemento ng control system - ang contactor ay may dalawang dulo lamang na posisyon: «on» at «off» .

Sa on state, ang temperatura ng furnace ay tumataas, dahil ang kapangyarihan nito ay palaging pinipili na may margin, at ang katumbas na steady-state na temperatura ay makabuluhang lumampas sa operating temperature nito. Kapag naka-off, ang temperatura ng oven ay bumababa nang husto.

Para sa idealized na kaso kung saan walang dynamic na pagkaantala sa controller-furnace system, ang pagpapatakbo ng on-off na controller ay ipinapakita sa Fig. 1, kung saan ang pag-asa ng temperatura ng pugon sa oras ay ibinibigay sa itaas na bahagi, at ang kaukulang pagbabago sa kapangyarihan nito sa ibabang bahagi.

kanin. 1. Idealized scheme ng pagpapatakbo ng dalawang-posisyon na temperatura regulator

Kapag uminit ang hurno, sa simula ang kapangyarihan nito ay magiging pare-pareho at katumbas ng nominal, kaya ang temperatura nito ay tataas sa punto 1 kapag naabot nito ang halagang Tbutt + ∆t1. Sa puntong ito, gagana ang regulator, papatayin ng contactor ang pugon at ang kapangyarihan nito ay bababa sa zero. Bilang resulta, ang temperatura ng furnace ay magsisimulang bumaba sa kahabaan ng curve 1-2 hanggang sa maabot ang mas mababang limitasyon ng dead zone. Sa puntong ito, muling bubuksan ang hurno at magsisimulang tumaas muli ang temperatura nito.

Kaya, ang proseso ng pag-regulate ng temperatura ng hurno ayon sa prinsipyo ng dalawang posisyon ay binubuo sa pagbabago nito kasama ang isang saw curve sa paligid ng itinakdang halaga sa mga pagitan +∆t1, -∆t1 na tinutukoy ng dead zone ng controller.

Ang average na kapangyarihan ng furnace ay depende sa ratio ng mga agwat ng oras ng on at off state nito. Habang umiinit at nagcha-charge ang furnace, magiging steeper ang furnace heating curve at magiging flatter ang furnace cooling curve, kaya bababa ang cycle period ratio at samakatuwid ay bababa din ang average na power Pav.

Sa kontrol ng dalawang posisyon, ang average na kapangyarihan ng oven ay nababagay sa lahat ng oras sa lakas na kinakailangan upang mapanatili ang isang pare-parehong temperatura. Ang dead zone ng mga modernong thermostat ay maaaring gawing napakaliit at dalhin sa 0.1-0.2 ° C. Gayunpaman, ang aktwal na mga pagbabago sa temperatura ng furnace ay maaaring maraming beses na mas malaki dahil sa dynamic na pagkaantala sa controller-furnace system.

Ang pangunahing pinagmumulan ng pagkaantala na ito ay ang inertia ng thermocouple sensor, lalo na kung ito ay nilagyan ng dalawang proteksiyon na shell, ceramic at metal.Kung mas malaki ang pagkaantala na ito, mas lumalampas ang mga pagbabago sa temperatura ng heater sa deadband ng controller. Bilang karagdagan, ang mga amplitude ng mga oscillations na ito ay lubos na nakasalalay sa labis na kapangyarihan ng pugon. Kung mas lumalampas ang switching power ng furnace sa average na kapangyarihan, mas malaki ang mga pagbabagong ito.

Ang sensitivity ng mga modernong awtomatikong potentiometer ay napakataas at maaaring matugunan ang anumang pangangailangan. Sa kabaligtaran, ang inertia ng sensor ay malaki. Kaya, ang isang karaniwang thermocouple sa isang tip ng porselana na may proteksiyon na takip ay may pagkaantala ng mga 20-60 s. Samakatuwid, sa mga kaso kung saan ang mga pagbabago sa temperatura ay hindi katanggap-tanggap, ang mga hindi protektadong open-ended na thermocouples ay ginagamit bilang mga sensor. Gayunpaman, ito ay hindi palaging posible dahil sa posibleng mekanikal na pinsala sa sensor, pati na rin ang pagtagas ng mga alon sa pamamagitan ng thermocouple sa mga aparato, na nagiging sanhi ng mga ito sa malfunction.

Posibleng makamit ang pagbawas sa reserba ng kuryente kung ang pugon ay hindi nakabukas at nakapatay, ngunit inililipat mula sa isang yugto ng kuryente patungo sa isa pa, at ang mas mataas na yugto ay dapat na bahagyang higit pa kaysa sa kapangyarihan na natupok ng pugon, at ang mas mababa - hindi gaanong mas mababa. Sa kasong ito, ang heating at cooling curves ng furnace ay magiging napaka-flat at ang temperatura ay halos hindi lalampas sa dead zone ng device.

Upang makagawa ng gayong paglipat mula sa isang yugto ng kuryente patungo sa isa pa, kinakailangan upang maayos na maayos o sa mga hakbang ang kapangyarihan ng pugon. Ang nasabing regulasyon ay maaaring isagawa sa mga sumusunod na paraan:

1) pagpapalit ng mga furnace heater, halimbawa, mula sa «tatsulok» patungo sa «bituin».Ang ganitong napaka-magaspang na regulasyon ay nauugnay sa isang paglabag sa pagkakapareho ng temperatura at ginagamit lamang sa mga gamit sa pagpainit ng kuryente sa sambahayan,

2) serye na koneksyon sa furnace na may adjustable active o reactive resistance. Ang pamamaraang ito ay nauugnay sa napakalaking pagkalugi ng enerhiya o pagbawas sa power factor ng pag-install,

3) pinapagana ang furnace sa pamamagitan ng regulating transformer o isang autotransformer na may furnace switching sa iba't ibang antas ng boltahe. Dito, ang regulasyon ay sunud-sunod din at medyo magaspang, dahil ang supply boltahe ay kinokontrol, at ang kapangyarihan ng pugon ay proporsyonal sa parisukat ng boltahe na ito. Bilang karagdagan, may mga karagdagang pagkalugi (sa transpormer) at pagbawas sa power factor,

4) phase control na may mga semiconductor device. Sa kasong ito, ang pugon ay pinalakas ng mga thyristor, ang anggulo ng paglipat na binago ng control system. Sa ganitong paraan, posible na makakuha ng isang maayos na kontrol ng kapangyarihan ng pugon sa isang malawak na hanay, halos walang karagdagang pagkalugi, gamit ang patuloy na mga pamamaraan ng kontrol - proporsyonal, integral, proporsyonal-integral. Alinsunod sa mga pamamaraang ito, para sa bawat sandali ng oras, ang pagsusulatan sa pagitan ng kapangyarihan na hinihigop ng pugon at ng kapangyarihan na inilabas sa pugon ay dapat matupad.

Ang pinaka-epektibo sa lahat ng mga paraan ng pagkontrol ng temperatura sa mga electric oven ay ang regulasyon ng pulso sa mga regulator ng thyristor.

Ang proseso ng pagkontrol ng pulso ng kapangyarihan ng pugon ay ipinapakita sa Fig. 2. Ang operating frequency ng thyristors ay pinili depende sa thermal inertia ng electric resistance furnace.

kanin. 2.Thyristor pulse temperature controller electric resistance furnace

Mayroong tatlong pangunahing paraan ng regulasyon ng rate ng puso:

— kontrol ng pulso sa dalas ng paglipat — ek = 2ev (kung saan ang ek ay ang dalas ng kasalukuyang supply ng network) na may pagbabago sa sandali ng pag-aapoy ng thyristor ay tinatawag na phase pulse o phase (curves 1),

— Ang regulasyon ng pulso na may tumaas na dalas ng paglipat ay posible

— regulasyon ng pulso na may pinababang dalas ng paglipat (mga kurba 3).

Sa pamamagitan ng kontrol ng pulso, posible na makamit ang isang maayos na kontrol ng kapangyarihan sa isang malawak na hanay nang walang karagdagang pagkalugi, na tinitiyak ang pagsunod sa natupok na pugon at ang suplay ng kuryente mula sa network.

kanin. 3. Diagram ng koneksyon ng tuluy-tuloy na regulator ng temperatura

Ang mga pangunahing elemento ng circuit: BT — thyristor block na binubuo ng 6 na thyristor, na konektado sa dalawa nang magkatulad sa bawat yugto ng furnace, PERO — thyristor control block, ay bumubuo ng signal sa thyristor control electrodes, PTC — heat control device, tumatanggap ng isang signal mula sa sensor ng temperatura, mga proseso at mga output ng pagkakaiba sa NO, PE — elemento ng potentiometer, ay may slider na inilipat ng ED na may mekanikal na transmisyon, depende sa signal ng DT, DT — sensor ng temperatura (thermocouple), ISN — pinagkukunan ng boltahe ng DC na nagpapatatag, KL — linear contactor, VA1, VA2 — awtomatikong switch para protektahan ang mga circuit mula sa mga short circuit.