專利名稱：一種用于空氣電阻爐的電加熱控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于空氣電阻爐的加熱控制電路。
背景技術(shù)：
目前，干洗機、電熱水器、電烤箱及電熱水爐等加熱電器或設(shè)備通常采用電阻絲或硅碳棒進行電加熱實現(xiàn)加熱功能?？諝怆娮锠t是利用電為能源輸入加熱環(huán)境空氣以獲得高溫空氣的電加熱裝置，可以作為科學(xué)實驗和工業(yè)生產(chǎn)過程中的高溫空氣源。由于空氣的傳熱性能較差，需要對電加熱元件進行有效保護和實現(xiàn)精確控制。如何獲得將電能高效安全的轉(zhuǎn)化為空氣的熱能，設(shè)計合理的加熱電路是關(guān)鍵?，F(xiàn)有加熱控制電路主要采用可控硅調(diào)壓的方式來調(diào)整加熱功率，主要缺點是可控硅在調(diào)整導(dǎo)通角時，對外部電源產(chǎn)生強烈的高頻干擾，而且不能過零觸發(fā)，功率輸出不能從零開始，輸出功率也非常小?？諝怆娮锠t通常需要較大的電加熱功率，可實現(xiàn)從零功率調(diào)節(jié)以滿足對空氣溫度的調(diào)節(jié)，可控硅調(diào)壓方式無法應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的電加熱裝置對外部電源干擾較大的缺點，提出一種大功率加熱控制電路，本發(fā)明可實現(xiàn)輸出功率連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)過程對外部電源干擾小。
本發(fā)明采用伺服電機與電動調(diào)壓器聯(lián)合使用進行電壓調(diào)節(jié)，結(jié)合總控制電路里的運算放大器進行功率調(diào)整，總控制電路里的計算機發(fā)出的伺服電機驅(qū)動信號由運算放大器輸出給伺服電機。伺服電機驅(qū)動電動調(diào)壓器的輸出電壓可以從零開始調(diào)整，輸出波形是完整的正弦波，且對整個電路沒有高頻干擾，可實現(xiàn)較大的輸出功率。
本發(fā)明技術(shù)方案如下
本發(fā)明采用四級獨立控制和調(diào)節(jié)的加熱控制電路，可實現(xiàn)對空氣電阻爐內(nèi)四個加熱區(qū)域輸入電功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。
第一級加熱控制電路用于控制空氣電阻爐的空氣預(yù)熱段，所控制的加熱電元件為電阻絲等使用溫度低于60(rc的電加熱電阻材料，空氣在該加熱段從室溫被加熱到預(yù)設(shè)溫度，其特點是空氣及電加熱元件的工作溫度低于600°c，但所需的電加熱功率較大。 第二級、第三級和第四級加熱控制電路采用相同的控制回路，其加熱功率可以相同也可以不同，控制的加熱元件是耐高溫、抗氧化的硅碳棒等，空氣和電加熱元件的工作溫度為 600 0C -1200。。。
依照空氣流動方向，第一級加熱控制電路所控制的電加熱元件位于空氣電阻爐的前端，靠近空氣的入口，流經(jīng)第一級加熱控制電路所控制的電加熱元件后的空氣依次流經(jīng)第二級、第三級和第四級加熱控制電路控制的電加熱元件，第四級加熱控制電路所控制的電加熱元件靠近空氣出口。四級加熱控制電路實現(xiàn)四個加熱區(qū)域輸入電功率的獨立調(diào)節(jié)， 可實現(xiàn)空氣電阻爐出口空氣溫度的在較寬范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，易于滿足用戶的多種溫度需求。
本發(fā)明的電加熱控制電路由四級加熱控制電路、總開關(guān)和總控電路組成。外部交流電源通過總開關(guān)接入，四級加熱控制電路接在總開關(guān)的下端，當總開關(guān)閉合后四級加熱控制電路接通外部交流電源。四級加熱控制電路通過屏蔽電纜、數(shù)據(jù)線與總控制電路連接， 由總控制電路發(fā)出四級加熱控制電路的伺服電機的驅(qū)動信號與溫度設(shè)定信號。每級加熱控制電路均包括開關(guān)、溫度控制器、電動調(diào)壓器、伺服電動機、電加熱元件、電流保護繼電器、 電流互感器，以及電流保護器。四個加熱控制電路共用一個交流電源總開關(guān)和一個總控制電路?？偪刂齐娐肥潜景l(fā)明的控制中樞，所有對四級加熱控制電路的操控信號均由總控制電路發(fā)出?？偪刂齐娐放c伺服電機通過數(shù)據(jù)線連接，總控制電路與溫度控制器通過屏蔽電纜連接。
每級加熱控制電路中，視空氣電阻爐所需加熱功率的大小，其電動調(diào)壓器可以為兩相電動調(diào)壓器或三相電動調(diào)壓器。由于空氣電阻爐通常需要較大加熱功率，尤其第一級加熱控制電路所控制的電加熱元件為電阻絲，需要很大的電加熱功率，所采用的電動調(diào)壓器多為三相電動調(diào)壓器。第二級、第三級和第四級加熱控制電路所控制的電加熱元件為硅碳棒，所采用的電動調(diào)壓器可視所需功率選用三相調(diào)壓器或兩相調(diào)壓器。所述的溫度控制器從空氣電阻爐內(nèi)熱電偶實時獲取溫度信號，溫度信號經(jīng)溫度控制器內(nèi)的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電壓信號，該電壓信號與溫度控制器內(nèi)預(yù)設(shè)值進行比較，依據(jù)設(shè)定的控制邏輯發(fā)出是否調(diào)整電壓的指令，實現(xiàn)溫度反饋控制。當測得溫度高于設(shè)定值時，溫度控制器發(fā)出指令使得溫度控制繼電器斷開，停止該區(qū)域內(nèi)的加熱。當測得溫度下降到設(shè)定值時，溫度控制器發(fā)出指令使得溫度控制繼電器閉合，開始對該區(qū)域內(nèi)進行加熱。溫度控制器的使用，實現(xiàn)了空氣電阻爐的安全加熱，可有效保護電加熱元件。
本發(fā)明提供的電加熱控制電路的輸出功率是通過總控制電路里的計算機與運算放大器控制伺服電機驅(qū)動電動調(diào)壓器來實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，功率調(diào)節(jié)范圍大。通過總控制電路輸入給溫度控制器的溫度設(shè)定信號與溫度控制器接受的熱電偶信號進行比較來控制溫度的，可有效保護加熱元件，抗干擾能力強，能夠自動補償電網(wǎng)電壓波動過大時引起的輸出功率不穩(wěn)定，從而保持電源的輸出功率在給定值保持不變。


圖I本發(fā)明電加熱控制電路實施例I的原理圖2本發(fā)明電加熱控制電路實施例2的原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。
本發(fā)明電加熱控制電路由四級加熱控制電路、總開關(guān)K和總控制電路組成。每級加熱控制電路均由開關(guān)、電源指示燈、溫度控制器、電動調(diào)壓器、伺服電動機、電加熱元件、 電流保護繼電器、電流互感器，以及電流保護器等組成。
圖I所示為本發(fā)明電加熱控制電路的實施例I。實施例I由四級加熱控制電路、總開關(guān)K和總控制電路組成。每級加熱控制電路均由開關(guān)、電源指示燈、溫度控制器、電動調(diào)壓器、伺服電動機、電加熱元件、電流保護繼電器、電流互感器，以及電流保護器等組成。
外部三相電的火線Ar、Br、Cr與零線接在總開關(guān)K的上端，總開關(guān)K的下端接四級電加熱控制電路的開關(guān)Kl，K2，K3和K4的上端，開關(guān)Kl，K2，K3和K4的下端分別接入第一級、第二級、第三級和第四級加熱控制電路。
第一級加熱控制電路由開關(guān)K1、電源指示燈HLal、HLbU HLcl、過流保護繼電器 KM11、三相電動調(diào)壓器TY31、伺服電機Ml、溫度控制繼電器KM12、溫度控制器Tl、三組電流互感器Lmal、LmbU Lmcl、電流保護器Wl，以及電阻絲Lai、LbULcl組成。開關(guān)Kl控制整路電源的通斷，電源指示燈HLal、HLbU HLcl的一端分別與第一級加熱控制電路的三根火線連接，電源指示燈HLal、HLbl、HLc的另一端均與零線連接。過流保護繼電器KMll上端與開關(guān)Kl的下端串聯(lián)，過流保護繼電器KMll下端與電動調(diào)壓器TY31的上端串聯(lián)，電動調(diào)壓器TY31的下端與零線相接。電動調(diào)壓器TY31的中間抽頭與溫度控制繼電器KM12的上端串聯(lián)，溫度控制繼電器KM12的下端分別與電阻絲Lal、Lbl、Lcl的一端相連接，電阻絲LaU LbU Lcl的另一端連接在一起。伺服電動機Ml與三相電動調(diào)壓器TY31通過聯(lián)軸節(jié)連接。 三組電流互感器Lmal、Lmbl、Lmcl，每組電流互感器有兩根線分別與電流保護器Wl連接，電流互感器Lmal、Lmbl、Lmcl分別套裝在三根火線的外皮上，用來監(jiān)測Ar、Br、Cr三相電流的電流?？偪刂齐娐放c溫度控制器Tl通過屏蔽電纜連接，總控制電路輸入給溫度控制器的溫度設(shè)定信號，熱電偶信號輸入到溫度控制器，兩個信號進行比較來控制溫度。電阻絲LaU LbULcl采用星形接法，一端接在一起，另一端通過KMl2分別接在三相電動調(diào)壓器TY31的 Ar、Br、Cr三相的輸出端。
開關(guān)Kl為該電路是否通電的操控裝置，開關(guān)Kl閉合實現(xiàn)電路內(nèi)通電，Kl開啟實現(xiàn)電路內(nèi)斷電。電源指示燈HLal、HLbI、HLcl為該控制電路內(nèi)是否通電的標志,亮起表示通電，不亮表示未通入電流。電流互感器LmaULmbI、LmcI檢測到的電流信號送到Wl,過流保護繼電器KMll受Wl控制為該電路的電流保護裝置，用于在電流超過預(yù)定值時斷開電路以保護系統(tǒng)。三相電動調(diào)壓器TY31為調(diào)整電壓輸出的裝置，可實現(xiàn)該加熱電路內(nèi)的功率輸入。伺服電機Ml與三相電動調(diào)壓器TY31相連，伺服電機Ml受總控制電路內(nèi)計算機的控制， 接收指令并帶動三相電動調(diào)壓器TY31進行調(diào)節(jié)。溫度控制繼電器KM12接收溫度控制器Tl 的信號進行開啟和閉合，以控制電路中是否通入電流。溫度控制器Tl從位于空氣電阻爐爐膛內(nèi)的熱電偶獲取溫度信號與系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度閾值進行運算，溫度控制器Tl發(fā)送信號給溫度控制繼電器KM12，控制溫度控制繼電器KM12的開啟或者閉合。電阻絲Lai、LbU Lcl是本發(fā)明第一級電路的電加熱負載，通過溫度控制繼電器KM12與三相調(diào)壓器TY31相連，隨調(diào)壓器電壓的變化輸出功率也隨之變化。
第二級加熱控制電路由開關(guān)K2、電源指示燈HLa2、HLb2、HLc2、過流保護繼電器 KM21，三相電動調(diào)壓器TY32，伺服電機M2，溫度控制繼電器KM22，溫度控制器T2，電流互感器Lma2、Lmb2、Lmc2，電流保護器W2，以及硅碳棒La2、Lb2、Lc2組成。開關(guān)K2控制整路電源的通斷，電源指示燈HLa2、HLb2、HLc2的一端分別與第二級加熱控制電路的三根火線連接， 電源指示燈HLal、HLbl、HLc的另一端均與零線連接。過流保護繼電器KM21上端與開關(guān)K2 的下端串聯(lián)，過流保護繼電器KM21下端與電動調(diào)壓器TY32的上端串聯(lián)，電動調(diào)壓器TY32 的下端與零線相接。電動調(diào)壓器TY32的中間抽頭與溫度控制繼電器KM22的上端串聯(lián)，溫度控制繼電器KM22的下端分別與硅碳棒La2、Lb2、Lc2的一端相連接，硅碳棒La2、Lb2、Lc2的另一端連接在一起。伺服電動機M2與三相電動調(diào)壓器TY32通過聯(lián)軸節(jié)連接。電流互感器 Lma2、Lmb2、Lmc2,每組電流互感器有兩根線分別與電流保護器W2連接，電流互感器Lma2、Lmb2、Lmc2分別套裝在三根火線的外皮上，用來監(jiān)測Ar、Br、Cr三相電流的電流。總控制電路與溫度控制器T2通過屏蔽電纜連接，總控制電路輸入給溫度控制器的溫度設(shè)定信號，熱電偶信號輸入到溫度控制器，兩個信號進行比較來控制溫度。硅碳棒La2、Lb2、Lc2采用星形接法，一端接在一起，另一端通過KM22分別接在三相電動調(diào)壓器TY32的Ar、Br、Cr三相的輸出端。
開關(guān)K2為該電路是否通電的操控裝置，K2閉合實現(xiàn)電路內(nèi)通電，K2開啟實現(xiàn)電路內(nèi)斷電。電源指示燈HLa2、HLb2、HLc2為該控制電路內(nèi)是否通電的標志，亮起表示通電，不亮表示未通入電流。電流互感器Lma2、Lmb2、Lmc2檢測到的電流信號送到W2，過流保護繼電器KM21受W2控制為該電路的電流保護裝置，用于在電流超過預(yù)定值時斷開電路以保護系統(tǒng)。三相電動調(diào)壓器TY32為調(diào)整電壓輸出的裝置，可實現(xiàn)該加熱電路內(nèi)的功率輸入。伺服電機M2與三相電動調(diào)壓器TY32相連，伺服電機M2受總控制電路內(nèi)計算機的控制，接收指令對帶動三相電動調(diào)壓器TY32進行調(diào)節(jié)。溫度控制繼電器KM22接受溫度控制器T2的信號進行開啟和閉合以控制電路中是否通入電流。溫度控制器T2從位于空氣電阻爐爐膛內(nèi)的熱電偶獲取溫度信號與系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度閾值進行運算，溫度控制器T2發(fā)送信號給溫度控制繼電器KM22控制開啟或者閉合。硅碳棒La2、Lb2、Lc2是本發(fā)明的第二級電加熱負載， 通過KM22與三相調(diào)壓器TY32相連，隨調(diào)壓器電壓的變化輸出功率也隨之變化。
第三級加熱控制電路由開關(guān)K3，電源指示燈HLa3、HLb3、HLc3、過流保護繼電器 KM31，三相電動調(diào)壓器TY33，伺服電機M3，溫度控制繼電器KM32，溫度控制器T3，電流互感器Lma3、Lmb3、Lmc3，電流保護器W3，以及硅碳棒La3、Lb3、Lc3組成。開關(guān)K3控制整路電源的通斷，電源指示燈HLa3、HLb3、HLc3的一端分別與第三級加熱控制電路的三根火線連接， 電源指示燈HLa3、HLb3、HLc3的另一端均與零線連接。過流保護繼電器KM31上端與開關(guān)K3 的下端串聯(lián)，過流保護繼電器KM31下端與電動調(diào)壓器TY33的上端串聯(lián)，電動調(diào)壓器TY33 的下端與零線相接。電動調(diào)壓器TY33的中間抽頭與溫度控制繼電器KM32的上端串聯(lián)，溫度控制繼電器KM32的下端分別與硅碳棒La3、Lb3、Lc3的一端相連接，硅碳棒L3、Lb3、Lc3 的另一端連接在一起。伺服電動機M3與三相電動調(diào)壓器TY33通過聯(lián)軸節(jié)連接。三組電流互感器Lma3、Lmb3、Lmc3，每組電流互感器有兩根線分別與電流保護器W3連接，電流互感器 Lma3、Lmb3、Lmc3套裝在三根火線的外皮上，用來分別監(jiān)測Ar、Br、Cr三相電流的電流?？偪刂齐娐放c溫度控制器T3通過屏蔽電纜連接，總控制電路輸入給溫度控制器的溫度設(shè)定信號，熱電偶信號輸入到溫度控制器，兩個信號進行比較來控制溫度。硅碳棒La3、Lb3、Lc3 采用星形接法，一端接在一起，另一端通過KM32分別接在三相電動調(diào)壓器TY33的Ar、Br、 Cr三相的輸出端。
開關(guān)K3為該電路是否通電的操控裝置，K3閉合實現(xiàn)電路內(nèi)通電，K3開啟實現(xiàn)電路內(nèi)斷電。電源指示燈HLa3、HLb3、HLc3為該控制電路內(nèi)是否通電的標志，亮起表示通電，不亮表示未通入電流。電流互感器Lma3、Lmb3、Lmc3檢測到的電流信號送到W3，過流保護繼電器KM31受W3控制為該電路的電流保護裝置，用于在電流超過預(yù)定值時斷開電路以保護系統(tǒng)。三相電動調(diào)壓器TY33為調(diào)整電壓輸出的裝置，可實現(xiàn)該加熱電路內(nèi)的功率輸入。伺服電機M3與三相電動調(diào)壓器TY33相連，伺服電機M3受總控制電路內(nèi)計算機的控制，接收指令對帶動三相電動調(diào)壓器TY33進行調(diào)節(jié)。溫度控制繼電器KM32接受溫度控制器T3的信號進行開啟和閉合以控制電路中是否通入電流。溫度控制器T3從位于爐膛內(nèi)的熱電偶獲取溫度信號與系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度閾值進行運算，溫度控制器T3發(fā)送信號給溫度控制繼電器KM32 控制開啟或者閉合。硅碳棒La3、Lb3、Lc3是本發(fā)明第三級電路的電加熱負載，硅碳棒La3、 Lb3、Lc3分別通過KM32與三相調(diào)壓器相連，隨調(diào)壓器電壓的變化輸出功率也隨之變化。
第四級加熱控制電路由開關(guān)K4，電源指示燈HLa4、HLb4、HLc4、過流保護繼電器 KM41，三相電動調(diào)壓器TY34，伺服電機M4，溫度控制繼電器KM42，溫度控制器T4，電流互感器Lma4、Lmb4、Lmc4，電流保護器W4，以及硅碳棒La4、Lb4、Lc4組成。開關(guān)K4控制整路電源的通斷，電源指示燈HLa4、HLb4、HLc4的一端分別與第一級加熱控制電路的三根火線連接， 電源指示燈HLa4、HLb4、HLc4的另一端均與零線連接。過流保護繼電器KM41上端與開關(guān)K4 的下端串聯(lián)，過流保護繼電器KM41下端與電動調(diào)壓器TY34的上端串聯(lián)，電動調(diào)壓器TY34 的下端與零線相接。電動調(diào)壓器TY34的中間抽頭與溫度控制繼電器KM42的上端串聯(lián)，溫度控制繼電器KM42的下端分別與娃碳棒La4、Lb4、Lc4的一端相連接,娃碳棒L4、Lb4、Lc4 的另一端連接在一起。伺服電動機M4與三相電動調(diào)壓器TY34通過聯(lián)軸節(jié)連接。三組電流互感器Lma4、Lmb4、Lmc4，每組電流互感器有兩根線分別與電流保護器W4連接，電流互感器 Lma4、Lmb4、Lmc4套裝在三根火線的外皮上,用來分別監(jiān)測Ar、Br、Cr三相電流的電流。總控制電路與溫度控制器T4通過屏蔽電纜連接，總控制電路輸入給溫度控制器的溫度設(shè)定信號，熱電偶信號輸入到溫度控制器，兩個信號進行比較來控制溫度。硅碳棒La4、Lb4、Lc4 采用星形接法，一端接在一起，另一端通過溫度控制繼電器KM42分別接在三相電動調(diào)壓器 TY34的Ar、Br、Cr三相的輸出端。
開關(guān)K4為該電路是否通電的操控裝置，K4閉合實現(xiàn)電路內(nèi)通電，K4開啟實現(xiàn)電路內(nèi)斷電。電源指示燈HLa4、HLb4、HLc4為該控制電路內(nèi)是否通電的標志,亮起表示通電,不亮表示為通入電流。電流互感器Lma4、Lmb4、Lmc4檢測到的電流信號送到W4，過流保護繼電器KM41受W4控制為該電路的電流保護裝置，用于在電流超過預(yù)定值時斷開電路以保護系統(tǒng)。三相電動調(diào)壓器TY34為調(diào)整電壓輸出的裝置，可實現(xiàn)該加熱電路內(nèi)的功率輸入。伺服電機M4與三相電動調(diào)壓器TY34相連，伺服電機M4受總控制電路內(nèi)計算機的控制，接收指令對帶動三相電動調(diào)壓器TY34進行調(diào)節(jié)。溫度控制繼電器KM42接受溫度控制器T4的信號進行開啟和閉合以控制電路中是否通入電流。溫度控制器T4從位于爐膛內(nèi)的熱電偶獲取溫度信號與系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度閾值進行運算，溫度控制器T4發(fā)送信號給溫度控制繼電器KM42 控制開啟或者閉合。硅碳棒La4、Lb4、Lc4是本發(fā)明第四級電路的電加熱負載，硅碳棒La4、 Lb4、Lc4分別通過KM42與三相調(diào)壓器相連，隨調(diào)壓器電壓的變化輸出功率也隨之變化。
工作時，總開關(guān)K閉合，整個電加熱控制電路處于開啟狀態(tài)。閉合或開啟K1，K2，K3 和Κ4可控制四級加熱控制電路同時工作或部分工作。以第一級電加熱控制回路為例，開關(guān) Kl閉合時，電源指示燈HLal、HLbl、HLcl同時亮，當總控制柜發(fā)出“開機”信號時，過流保護繼電器KMll閉合，三相電動調(diào)壓器ΤΥ31進入工作狀態(tài)。總控制電路控制溫度控制繼電器 KMl2閉合,第一級電源全部接通,加熱負載Lal、Lbl、Lcl同時接通電源,第一級電源可帶負載輸出功率。伺服電機Ml與三相電動調(diào)壓器TY31通過聯(lián)軸節(jié)連接，由總控制電路進行控制，伺服電機Ml控制三相電動調(diào)壓器TY31的調(diào)節(jié)幅度進而控制第一級電路中的電流輸入， 實現(xiàn)功率的調(diào)節(jié)。電流互感器Lmal、LmbU Lmcl采集各分相電路中的電流,當過流保護器 Wl接收到電流互感器Lmal、LmbI、LmcI所采集電流超過預(yù)定閾值時，當過流保護器Wl發(fā)送指令使過流保護繼電器KMll斷開，切斷第一級加熱電路的電流，實現(xiàn)過流保護。位于爐膛內(nèi)的熱電偶實時測量第一級加熱控制電路所控制的加熱區(qū)域的溫度，溫度信號送至溫度控制器Tl內(nèi)進行計算，當所測溫度值高于第一級電加熱控制電路預(yù)設(shè)的溫度閾值時，溫度控制器Tl發(fā)送信號斷開溫度控制繼電器KM12，切斷電源輸入。當測得溫度下降到低于第一級電加熱控制電路預(yù)設(shè)的溫度閾值時，溫度控制器Tl發(fā)出指令使得溫度控制繼電器KM12閉合，開始對該區(qū)域內(nèi)進行加熱。第二級、第三級和第四級電加熱控制電路采用與第一級電加熱控制回路相同的運行方式，分別實現(xiàn)各區(qū)域的加熱功能。
圖2所示為本發(fā)明實施例2的電路。實施例2與圖I所示的實施例I有所不同， 實施例I的四級加熱控制電路全部是三相電輸出，適用于較大功率輸出的電源。實施例2 的第一級加熱控制電路是三相電輸出的電加熱控制電路，第二、三、四級為兩相電輸出的電加熱控制電路。實施例2主要應(yīng)用于較小功率的電源輸出，比實施例I的電路控制更簡便， 成本更低。實施例2的第一級加熱控制電路的結(jié)構(gòu)和實施例I的第一級加熱控制電路的結(jié)構(gòu)相同，如圖I所示。實施例2的第二、第三、第四級的電源是兩相輸出的電源。第二級加熱控制電路由開關(guān)K2、保險管TO1，電源指示燈HLa2、過流保護繼電器KM21，兩相電動調(diào)壓器TY22，伺服電機M2，溫度控制繼電器KM22，溫度控制器T2，電流互感器Lma2，電流保護器 W2,以及硅碳棒L2組成，開關(guān)K2上端接在總開關(guān)K的下端，這一路電源的火線是Ar，保險管PUl上端接在開關(guān)K2的下端。PUl下端接KM21上端，KM21下端接兩相電動調(diào)壓器TY22 的上端，TY22的下端接零線。TY22的中間抽頭接溫度控制繼電器KM22上端，KM22的下端接硅碳棒L2的一端，硅碳棒L2另一端接在零線上。溫度控制繼電器KM22受溫度控制器Tl 控制，過流保護繼電器KM21受過流保護器W2的控制。伺服電動機M2與兩相電動調(diào)壓器 TY22通過聯(lián)軸節(jié)連接，電流互感器Lmb2與過流保護器W2連接，電流互感Lmb2套裝在Ar相火線的外皮上，用于監(jiān)測電流?？偪刂齐娐放c溫度控制器T2通過屏蔽電纜連接，總控制電路輸入給溫度控制器的溫度設(shè)定信號，熱電偶信號輸入到溫度控制器，兩個信號進行比較來控制溫度.
開關(guān)K2為該電路是否通電的操控裝置，K2閉合實現(xiàn)電路內(nèi)通電，K2開啟實現(xiàn)電路內(nèi)斷電。保險管PUl用于保護電路中的電流不超過安全值。電源指示燈HLa2為該控制電路內(nèi)是否通電的標志，亮起表示通電，不亮表示未通入電流。過流保護繼電器KM21為該電路的電流保護裝置，用于在電流超過預(yù)定值時斷開電路以保護系統(tǒng)。兩相電動調(diào)壓器TY22 為調(diào)整電壓輸出的裝置，可實現(xiàn)該加熱電路內(nèi)的功率輸入。伺服電機M2與兩相電動調(diào)壓器TY22相連，伺服電機M2受總控制電路內(nèi)計算機的控制，接收指令并帶動兩相電動調(diào)壓器 TY22進行調(diào)節(jié)。溫度控制繼電器KM22接受溫度控制器T2的信號進行開啟和閉合以控制電路中是否通入電流。溫度控制器T2從位于空氣加熱爐爐膛內(nèi)的熱電偶獲取溫度信號與總控制電路輸入給溫度控制器的溫度設(shè)定信號進行比較。，溫度控制器T2發(fā)送信號給溫度控制繼電器KM22控制開啟或者閉合。硅碳棒L2為本發(fā)明第二級電路的電加熱負載，隨調(diào)壓器電壓的變化輸出功率也隨之變化。第三級與第四級加熱控制電路的結(jié)構(gòu)與第二級加熱控制電路相同。
工作時，總開關(guān)K閉合，整個電加熱控制電路處于開啟狀態(tài)。閉合或開啟開關(guān)K1， K2，K3和K4可控制四級加熱控制電路同時工作或部分工作。第一級電加熱控制電路為三相電加熱，第二級、第三級和第四級電加熱回路分別是用三相電的三個相與零線為兩相電加熱。第一級電加熱控制回路工作過程與實施例I相同。第二級、第三級和第四級電加熱回路工作方式相同。以第二級電加熱回路為例，開關(guān)K2閉合時，電源指示燈HLa2亮起，當總控制電路發(fā)出“開機”信號時，過流保護繼電器KM21閉合，兩相電動調(diào)壓器TY22進入工作狀態(tài)。溫度控制器T2控制溫度控制繼電器KM22閉合，第二級電源全部接通，加熱負載L2接通電源，第二級電源可帶負載輸出功率。伺服電機M2與兩相電動調(diào)壓器TY22通過聯(lián)軸節(jié)連接，由總控制電路的計算機與運算放大器控制伺服電機M2，伺服電機M2控制兩相電動調(diào)壓器TY22調(diào)節(jié)電壓實現(xiàn)功率的調(diào)節(jié)。電流互感器LMa2采集該電路中的電流，當過流保護器 W2接收到電流互感器LMa2所采集電流超過預(yù)定閾值時，過流保護器W2發(fā)送指令使過流保護繼電器KM21斷開，實現(xiàn)過流保護。位于爐膛內(nèi)的熱電偶實時測量第二級加熱控制電路所控制的加熱區(qū)域的溫度，溫度信號送至溫度控制器T2內(nèi)進行比較，當所測溫度值高于第二級電加熱控制電路預(yù)設(shè)的溫度閾值時，溫度控制器T2發(fā)送信號斷開溫度控制繼電器KM22， 切斷電源輸入。當測得溫度下降到低于第二級電加熱控制電路預(yù)設(shè)的溫度閾值時，溫度控制器T2發(fā)出指令使得溫度控制繼電器KM22閉合，開始對該區(qū)域內(nèi)進行加熱。第三級和第四級電加熱控制電路采用與第二級電加熱控制回路相同的運行方式，分別實現(xiàn)各區(qū)域的加熱功能。
權(quán)利要求
1.一種用于空氣電阻爐的電加熱控制電路，其特征在于，所述的電加熱控制電路由電加熱控制電路由四級加熱控制電路、總開關(guān)和總控電路組成；所述的四級加熱控制電路中，第一級加熱控制電路用于控制空氣電阻爐的空氣預(yù)熱段，所控制的電加熱元件位于空氣電阻爐的前端，靠近空氣的入口 ；第四級加熱控制電路所控制的電加熱元件布置在靠近空氣出口的位置；第二級加熱控制電路和第三級加熱控制電路所控制的電加熱元件布置在第一級加熱控制電路和第四級加熱控制電路之間；外部交流電源通過所述的總開關(guān)接入，四級加熱控制電路連接在總開關(guān)的下端；四級加熱控制電路與總控制電路連接，由總控制電路發(fā)出驅(qū)動信號和溫度設(shè)定信號，控制四級加熱控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電加熱控制電路，其特征在于，所述的第一級加熱控制電路所控制的電加熱元件為電阻絲，第二級加熱控制電路、第三級加熱控制電路和第四級加熱控制電路所控制的電加熱元件為硅碳棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電加熱控制電路，其特征在于，所述的第一級加熱控制電路由開關(guān)、三個電源指示燈、過流保護繼電器、三相電動調(diào)壓器、伺服電機、溫度控制繼電器、溫度控制器、三組電流互感器、電流保護器，以及電加熱元件組成；三個電源指示燈的一端分別與開關(guān)的三根火線連接，三個電源指示燈的另一端均與零線連接；過流保護繼電器的上端與開關(guān)的下端串聯(lián)，過流保護繼電器的下端與電動調(diào)壓器的上端串聯(lián)，電動調(diào)壓器的下端與零線相接；電動調(diào)壓器的中間抽頭與溫度控制繼電器的上端串聯(lián)，溫度控制繼電器的下端分別與三根電阻絲的一端相連接，三根電阻絲的另一端連接在一起；伺服電動機與三相電動調(diào)壓器通過聯(lián)軸節(jié)連接；三組電流互感器中的每組電流互感器有兩根線分別與電流保護器連接，三組電流互感器分別套裝在三根火線的外皮上，用于監(jiān)測三相電流的電流；電加熱元件采用星形接法，電加熱元件的一端接在一起，另一端通過溫度控制繼電器分別接在三相電動調(diào)壓器的三相輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電加熱控制電路，其特征在于，所述的四級加熱控制電路用于兩相電輸入時，所述的第一級加熱控制電路是三相電輸出的電加熱控制電路，第二加熱控制電路、第三級加熱控制電路和第四級加熱控制電路為兩相電輸出的電加熱控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的電加熱控制電路，其特征在于，所述的總控制電路控制四級加熱控制電路的溫度控制器從空氣電阻爐內(nèi)的熱電偶實時獲取溫度信號，溫度信號經(jīng)溫度控制器內(nèi)的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電壓信號，該電壓信號與溫度控制器內(nèi)的預(yù)設(shè)值進行比較，依據(jù)設(shè)定的控制邏輯發(fā)出是否調(diào)整電壓的指令，實現(xiàn)溫度反饋控制；當測得溫度高于預(yù)設(shè)值時，溫度控制器發(fā)出指令使得加熱控制電路的溫度控制繼電器斷開，停止空氣電阻爐該區(qū)域內(nèi)的加熱；當測得溫度下降到預(yù)設(shè)值時，溫度控制器發(fā)出指令使得溫度控制繼電器閉合，開始對該區(qū)域內(nèi)進行加熱；四級加熱控制電路的伺服電機受總控制電路的控制，接收驅(qū)動指令對三相電動調(diào)壓器進行電壓調(diào)節(jié)。
全文摘要
一種用于空氣電阻爐的電加熱控制電路，由電加熱控制電路由四級加熱控制電路、總開關(guān)和總控電路組成。所述的四級加熱控制電路中，第一級加熱控制電路用于控制空氣電阻爐的空氣預(yù)熱段，所控制的電加熱元件位于空氣電阻爐的前端，靠近空氣的入口；第四級加熱控制電路所控制的電加熱元件布置在靠近空氣出口的位置；第二級加熱控制電路和第三級加熱控制電路所控制的電加熱元件布置在第一級加熱控制電路和第四級加熱控制電路之間。外部交流電源通過所述的總開關(guān)接入，四級加熱控制電路連接在總開關(guān)的下端；四級加熱控制電路與總控制電路連接，由總控制電路發(fā)出驅(qū)動信號和溫度設(shè)定信號，控制四級加熱控制電路。
文檔編號G05D23/30GK102981532SQ201210487880
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者劉鴻, 王志峰, 白鳳武, 王艷 申請人:中國科學(xué)院電工研究所