- ein Gerät mit den Eigenschaften eines Halbleiters, dessen Design auf einem einkristallinen Halbleiter mit drei oder mehr pn-Übergängen basiert.

Sein Betrieb setzt das Vorhandensein von zwei stabilen Phasen voraus:

• „geschlossen“ (Leitfähigkeit ist niedrig);
• „offen“ (Leitfähigkeitsgrad ist hoch).

Thyristoren sind Geräte, die die Funktionen leistungselektronischer Schalter übernehmen. Ein anderer Name für sie ist Single-Operation-Thyristor. Mit diesem Gerät können Sie die Wirkung starker Lasten durch kleine Impulse regulieren.

Gemäß der Strom-Spannungs-Kennlinie des Thyristors führt ein Anstieg des Stroms darin zu einem Spannungsabfall, dh es entsteht ein negativer Differenzwiderstand.

Darüber hinaus können diese Halbleiterbauelemente Stromkreise mit Spannungen bis 5000 Volt und Strömen bis 5000 Ampere (bei einer Frequenz von nicht mehr als 1000 Hz) verbinden.

Thyristoren mit zwei und drei Anschlüssen sind sowohl für den Betrieb mit Gleich- als auch mit Wechselstrom geeignet. Am häufigsten wird ihr Funktionsprinzip mit dem einer Gleichrichterdiode verglichen und es wird angenommen, dass sie ein vollwertiges Analogon eines Gleichrichters sind, in gewissem Sinne sogar noch effektiver.

Die Arten von Thyristoren unterscheiden sich voneinander:

• Kontroll-Methode.
• Leitfähigkeit (einseitig oder beidseitig).

Allgemeine Führungsgrundsätze

Die Thyristorstruktur besteht aus 4 Halbleiterschichten in Reihenschaltung (p-n-p-n). Der mit der äußeren p-Schicht verbundene Kontakt ist die Anode, und der mit der äußeren n-Schicht verbundene Kontakt ist die Kathode. Dadurch kann ein Thyristor bei einem Standardaufbau maximal zwei Steuerelektroden aufweisen, die auf den Innenschichten angebracht sind. Entsprechend der angeschlossenen Schicht werden die Leiter je nach Art der Ansteuerung in Kathode und Anode unterteilt. Der erste Typ wird am häufigsten verwendet.

Der Strom in Thyristoren fließt zur Kathode (von der Anode), sodass die Verbindung zur Stromquelle zwischen der Anode und dem Pluspol sowie zwischen der Kathode und dem Minuspol hergestellt wird.

Thyristoren mit Steuerelektrode können sein:

• Abschließbar;
• Freischaltbar.

Eine bezeichnende Eigenschaft nicht verriegelnder Geräte ist ihre fehlende Reaktion auf ein Signal von der Steuerelektrode. Die einzige Möglichkeit, sie zu schließen, besteht darin, den durch sie fließenden Strom so zu reduzieren, dass er unter dem Haltestrom liegt.

Bei der Ansteuerung eines Thyristors sollten einige Punkte beachtet werden. Ein solches Gerät wechselt die Betriebsphasen sprunghaft und nur unter der Bedingung von „aus“ auf „ein“ und zurück Äußerer Einfluss: Verwendung von Strom (Spannungsmanipulation) oder Photonen (in Fällen mit einem Photothyristor).

Um diesen Punkt zu verstehen, müssen Sie bedenken, dass ein Thyristor hauptsächlich über 3 Ausgänge (Thyristor) verfügt: Anode, Kathode und Steuerelektrode.

Die UE (Steuerelektrode) ist genau für das Ein- und Ausschalten des Thyristors verantwortlich. Das Öffnen des Thyristors erfolgt unter der Bedingung, dass die angelegte Spannung zwischen A (Anode) und K (Kathode) gleich der Betriebsspannung des Thyristors wird oder diese überschreitet. Im zweiten Fall ist zwar eine Einwirkung eines Impulses positiver Polarität zwischen Ue und K erforderlich.

Bei konstanter Versorgungsspannung kann der Thyristor unbegrenzt geöffnet sein.

Um es in den geschlossenen Zustand zu versetzen, können Sie:

• Reduzieren Sie den Spannungspegel zwischen A und K auf Null;
• Reduzieren Sie den A-Stromwert, damit die Haltestromstärke größer ist;
• Wenn der Betrieb des Stromkreises auf der Wirkung von Wechselstrom basiert, schaltet sich das Gerät ohne Eingreifen von außen aus, wenn der Strompegel selbst auf den Nullwert sinkt;
• Legen Sie eine Sperrspannung an das UE an (nur relevant für verriegelbare Halbleiterbauelemente).

Der geschlossene Zustand bleibt ebenfalls unbegrenzt bestehen, bis ein auslösender Impuls auftritt.

Spezifische Kontrollmethoden

• Amplitude .

Es stellt die Zufuhr einer positiven Spannung unterschiedlicher Größe zum Ue dar. Das Öffnen des Thyristors erfolgt, wenn der Spannungswert ausreicht, um den Steuerübergang des Gleichrichterstroms (Irect) zu durchbrechen. Durch Ändern der Spannung am UE wird es möglich, die Öffnungszeit des Thyristors zu ändern.

Der Hauptnachteil dieser Methode ist der starke Einfluss des Temperaturfaktors. Darüber hinaus erfordert jeder Thyristortyp einen anderen Widerstandstyp. Dieser Punkt trägt nicht zur Benutzerfreundlichkeit bei. Darüber hinaus kann die Öffnungszeit des Thyristors nur während der ersten Hälfte der positiven Halbwelle des Netzwerks eingestellt werden.

• Phase.

Es besteht darin, die Phase Ucontrol (im Verhältnis zur Spannung an der Anode) zu ändern. In diesem Fall wird eine Phasenschieberbrücke verwendet. Der Hauptnachteil ist die geringe Steilheit von Ucontrol, wodurch das Öffnungsmoment des Thyristors nur für kurze Zeit stabilisiert werden kann.

• Pulsphase .

Entwickelt, um die Mängel der Phasenmethode zu überwinden. Dazu wird an Ue ein Spannungsimpuls mit steiler Flanke angelegt. Dieser Ansatz ist derzeit der am weitesten verbreitete.

Thyristoren und Sicherheit

Aufgrund der Impulscharakteristik ihrer Wirkung und des Vorhandenseins eines Rückstroms erhöhen Thyristoren das Risiko einer Überspannung beim Betrieb des Geräts erheblich. Darüber hinaus ist die Gefahr einer Überspannung im Halbleiterbereich groß, wenn in anderen Teilen des Stromkreises überhaupt keine Spannung anliegt.

Um negative Folgen zu vermeiden, ist es daher üblich, CFTP-Systeme zu verwenden. Sie verhindern das Auftreten und den Erhalt kritischer Spannungswerte.

Zwei-Transistor-Thyristor-Modell

Aus zwei Transistoren lässt sich durchaus ein Dinistor (Thyristor mit zwei Anschlüssen) oder ein Trinistor (Thyristor mit drei Anschlüssen) zusammenbauen. Dazu muss einer von ihnen eine p-n-p-Leitfähigkeit haben, der andere eine n-p-n-Leitfähigkeit. Transistoren können entweder aus Silizium oder Germanium hergestellt werden.

Die Verbindung zwischen ihnen erfolgt über zwei Kanäle:

• Anode vom 2. Transistor + Steuerelektrode vom 1. Transistor;
• Kathode vom 1. Transistor + Steuerelektrode vom 2. Transistor.

Wenn Sie auf den Einsatz von Steuerelektroden verzichten, ist der Ausgang ein Dinistor.

Die Kompatibilität der ausgewählten Transistoren wird durch die gleiche Leistungsmenge bestimmt. In diesem Fall müssen die Strom- und Spannungswerte unbedingt größer sein als die für den normalen Betrieb des Geräts erforderlichen Werte. Angaben zur Durchbruchspannung und zum Haltestrom hängen von den spezifischen Eigenschaften der verwendeten Transistoren ab.

Schreiben Sie Kommentare, Ergänzungen zum Artikel, vielleicht habe ich etwas verpasst. Schauen Sie doch mal vorbei, ich freue mich, wenn Sie bei mir noch etwas Nützliches finden.

Yarov V. M.
Stromquellen für elektrische Widerstandsöfen
Lernprogramm

Veröffentlicht durch Beschluss des Tschuwaschischen Redaktions- und Verlagsrates staatliche Universität benannt nach I. I. Uljanow

Staatliche Tschuwaschische Universität
1982

Das Lehrbuch richtet sich an Studierende der Fachrichtung „Elektrothermische Anlagen“, die Leistungen erbringen Kursarbeit im Kurs „Automatische Steuerung elektrothermischer Anlagen“ und Diplomdesign mit vertiefter Untersuchung von Stromquellen für elektrische Widerstandsöfen.

Das Handbuch analysiert die Betriebseigenschaften von Thyristor-Wechselspannungsreglern beim Betrieb mit unterschiedlichen Lasten. Das Funktionsprinzip magnetischer Verstärker und parametrischer Stromquellen wird beschrieben. Es wird eine Beschreibung spezifischer Stromversorgungssteuerkreise bereitgestellt.

Rep. Herausgeber: Dr. Technik. Wissenschaften; Professor Yu. M. MIRONOV.

Einführung

Kapitel I. Prinzipien der Leistungsregelung elektrischer Widerstandsöfen
1.1. Eigenschaften eines elektrischen Widerstandsofens als Stromquelle
1.2. Methoden zur Regelung der Leistung eines elektrischen Widerstandsofens
1.2.1. Regelung der Versorgungsspannung
1.2.2. Ofenheizungen umschalten
1.23. Regulierung der Leistung des Ofens durch Änderung der Form der Stromkurve

Kapitel 2
2.1. Arbeiten Sie unter aktiver Last
2.2. Betrieb eines magnetischen Verstärkers an einer aktiv-induktiven Wechselstromlast

Kapitel 3
3.1. Funktionsprinzip
3.2. Möglichkeiten zur Regulierung des Laststroms

Kapitel 4
4.1. Das Funktionsprinzip des Reglers
4.2. Aktiver Lastregler
4.3. Analyse mit aktiv-induktiver Last
4.4. Phasenimpulsquelle mit Transformatorlast
4.5. Dreiphasige Wechselspannungsregler
4.6. Steuerungssysteme für einphasige Phasenimpuls-Stromversorgungen
4.6.1. Funktionsdiagramme Kontroll systeme
4.6.2. Mehrkanal-Steuerungssysteme
4.6.3. Einkanalige Steuerungssysteme
4.7 Dreiphasen-Stromversorgungssteuerungssystem

Kapitel 5. Netzteile mit Pulsweitensteuerung
5.1. Elektrischer Modus Quelle mit aktiver Last
5.2. Vorgänge in einem Transformator beim periodischen Einschalten
5.3. Methoden zum Einschalten einer Transformatorlast ohne magnetisierende Stromstöße
5.4. Merkmale des Einschaltens eines Dreiphasentransformators
5.5. Schaltregler-Steuerungssysteme
5.5.1. Anforderungen an Steuerungssysteme
5.5.2. Steuerungssysteme für einphasige Schaltregler
5.5.3. Steuerungssystem eines Pulsweitenreglers mit Transformatorlast
5.5.4. Dreiphasenregler-Steuerungssystem

Kapitel 6. Der Einfluss geregelter Wechselspannungsquellen auf das Versorgungsnetz
6.1. Vergleich von Methoden zur Wechselspannungsregelung
6.2. Gruppenbetriebsart von Reglern als Möglichkeit zur Verbesserung der Energieleistung
6.3. Optimierung von Steuermethoden für Pulsweitenregler unter Gruppenlast
6.4. Steuersystem für eine Gruppe von Pulsweitenreglern mit Gleichtaktschaltung
6.5. Erhöhung des Koeffizienten, Leistung in einem einzelnen Wechselspannungsregler

Einführung

Um die Temperatur im Ofen konstant zu halten oder nach einem bestimmten Gesetz zu ändern, ist es notwendig, seine Leistung in einem weiten Bereich ändern zu können. Anforderungen an die Regelgenauigkeit abhängig davon, was im Ofen durchgeführt wird technologischer Prozess weit schwankend. Wenn beispielsweise Metalle geschmolzen und zur plastischen Verformung erhitzt werden, sind sie gering – Temperaturschwankungen von ±25–50 °C sind akzeptabel; Während der Wärmebehandlung verschärfen sich diese Anforderungen und erreichen ±10-±5° C. Diese Regelungsqualität kann durch eine Zwei- und Dreipunktregelung gewährleistet werden.

Technologischer Prozess zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, Einkristallen Verschiedene Materialien, Wärmebehandlung von Glas usw. stellt strenge Anforderungen an die Qualität der Temperaturkontrolle. Die Gewährleistung solch hoher Anforderungen (±0,5–±3°C) auf dem Niveau von 1000–1500°C ist nur durch den Einsatz gesteuerter kontaktloser Quellen auf Basis von Magnet- oder Thyristorverstärkern möglich.

Die Vielfalt der technologischen Verfahren bestimmt auch die Vielfalt der Materialquellen. Magnetische Verstärker wurden praktisch durch Transformatorverstärker ersetzt, da letztere einen höheren Wirkungsgrad, bessere dynamische Eigenschaften sowie Gewichts- und Größenindikatoren aufweisen.

In Kontaktheizungsanlagen kommen parametrische Stromquellen zum Einsatz, deren Funktionsprinzip auf dem Resonanzphänomen in einem Drehstromnetz beruht.

Die Leistung derzeit verwendeter Thyristor-Stromversorgungen reicht von Hunderten von Watt bis zu Hunderten von Kilowatt. Das Handbuch vergleicht Methoden zur Ansteuerung von Thyristoren und bewertet deren Einsatzgebiete.

Tscheboksary, Verlag ChuvGU, 1982

Es gibt zwei grundsätzlich unterschiedliche Ansätze zur Leistungssteuerung:

1) Kontinuierliche Kontrolle, bei dem jede benötigte Leistung in den Ofen eingebracht werden kann.

2) Stufenregelung, bei der nur eine diskrete Reihe von Leistungen in den Ofen eingeleitet werden kann.

Die erste erfordert eine reibungslose Regelung der Spannung an den Heizgeräten. Eine solche Regelung kann mit jeder Art von Leistungsverstärkern (Generator, Thyristorgleichrichter, EMU) erfolgen. In der Praxis sind Thyristor-Stromversorgungen, die nach der TRN-Schaltung aufgebaut sind, am gebräuchlichsten. Solche Regler basieren auf den Eigenschaften eines Thyristors, der in einem Wechselstromkreis in Reihe mit dem aktiven Widerstand der Heizung geschaltet ist. Thyristor-Stromversorgungen enthalten back-to-back-parallel geschaltete Thyristoren, die mit SIFU ausgestattet sind.

Bei der zweiten Methode wird die Spannung an der Heizung geändert, wodurch eine Umschaltung in den Stromkreisen des Ofens erfolgt. Normalerweise gibt es 2-3 Stufen möglicher Spannung und Heizleistung. Die gebräuchlichste Zwei-Positionen-Schrittsteuerungsmethode. Bei dieser Methode wird der Ofen entweder mit seiner Nennleistung an das Netz angeschlossen oder vollständig vom Netz getrennt. Der erforderliche Wert der durchschnittlichen Leistungsaufnahme in den Ofen wird durch Änderung des Verhältnisses der Zeit des Ein- und Ausschaltzustands bereitgestellt.

Die durchschnittliche Temperatur im Ofen entspricht der durchschnittlichen Leistungseinbringung in den Ofen. Plötzliche Änderungen der Momentanleistung führen zu Temperaturschwankungen um das Durchschnittsniveau. Die Größe dieser Schwankungen wird durch die Größe der Abweichungen von P MGNOV vom Durchschnittswert und die Größe der thermischen Trägheit des Ofens bestimmt. In den meisten allgemeinen Industrieöfen ist die thermische Trägheit so groß, dass Temperaturschwankungen aufgrund der Stufenregelung die erforderliche Temperanicht überschreiten. Strukturell kann die Ein-Aus-Steuerung entweder über einen herkömmlichen Schütz oder einen Thyristorschalter erfolgen. Der Thyristorschalter enthält Rücken an Rücken

Es gibt Modifikationen von Thyristorschaltern, die überhaupt keine Kontakte verwenden.

Thyristorschalter sind zuverlässiger als Schütze, funken- und explosionsgeschützt, leise im Betrieb und etwas teurer.

Die Stufenregelung hat einen Wirkungsgrad nahe 1, also M »1.

Kraftblöcke

Zur Steuerung von Öfen bieten wir eine Reihe von Leistungseinheiten an, die mit einem Mikroprozessor-PID-Temperaturregler ausgestattet sind

TERMOLUX-011. Die Aggregate werden komplett betriebsbereit geliefert, sie benötigen lediglich den Anschluss an das Stromnetz und an den Ofen (Heizungen). Leistungsblöcke werden auf Basis von Optothyristormodulen vom Typ MTOTO oder Thyristormodulen vom Typ MTT der Klasse mindestens 10 aufgebaut. Die Steuerung erfolgt ohne zusätzliche Geräte wie FIM-, FIA-, BUS-, BUT-Blöcke – der Controller sendet sofort das Signal zum Aktor (Thyristor, Triac, Optothyristor, Optosimitor).

Die Blöcke haben eine geringe Größe und ein geringes Gewicht und können überall in der Nähe des Ofens installiert werden. Die Blöcke sind pulverbeschichtet und im Block ist ein Kühlventilator eingebaut.

Arten von Leistungsblöcken

In Stromkreisen sind nur offene Dreieckverbindungen zulässig. Auch Leistungsblöcke können für zweiphasige Verbraucher in Gehäusen hergestellt werden Standardgröße und mit Abmessungen nach Kundenwunsch.

Mikroprozessor-PID-Temperaturregler „Thermolux“

Alle unsere elektrothermischen Geräte sind mit einem „Thermolux“-011- oder „Thermolux“-021-Regler ausgestattet, sofern mit dem Kunden der Geräte nichts anderes vereinbart wurde.

Kurze Charakteristika und die Hauptvorteile des Controllers "Thermolux - 011:

Die Hauptvorteile des Thermolux-Reglers liegen darin begründet, dass dieser Regler als Spezialgerät speziell für die Steuerung von Widerstandsöfen entwickelt wurde. Das Gerät ist für den Betrieb mit jeder Art von Heizgeräten ausgelegt – sowohl mit statischer Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur (Draht- und Siliziumkarbid-Heizgeräte) als auch mit abnehmender (Chromit-Lanthan-Heizgeräte) und steigender (Molybdändisilizid, Molybdän, Wolfram). Das Gerät implementiert eine Phasenimpulsmethode zur Leistungssteuerung (PPM), die den Ofenheizungen zugeführt wird, was dies ermöglicht Erhöhen Sie die Lebensdauer von Heizgeräten um 30 % im Vergleich zur Leistungssteuerungsmethode Pulsweitenmodulation (PWM), die in allen anderen PID-Reglern auf dem Markt zu finden ist.

Die PIM-Steuerungsmethode ermöglicht eine gleichmäßige Leistungsabgabe, eliminiert plötzliche Temperaturänderungen am Heizgerät selbst und ermöglicht außerdem eine präzisere Temperatursteuerung im Vergleich zur Pulsweitenmodulationsmethode (PWM).

Das Thermolux-Gerät versorgt die Heizung 100 Mal pro Sekunde mit Strom, wodurch die Heizung gleichmäßig aufheizt und keine Zeit zum Abkühlen hat, bevor die nächste Stromversorgung eingeschaltet wird. Gleichzeitig unterliegen die Heizgeräte keiner zusätzlichen Belastung und arbeiten in einem sehr sanften Modus, was zu einer Erhöhung ihrer Lebensdauer beiträgt.

Fast alle anderen speicherprogrammierbaren Steuerungen arbeiten mit dem Pulsweitenmodulationsverfahren (PWM), bei dem die Stromversorgung nach dem Schema „vollständig offen/vollständig geschlossen“ erfolgt; In diesem Fall werden dem Heizgerät sofort 100 % der Leistung zugeführt. In dieser Betriebsart erleiden Heizgeräte selten starke Stöße und dementsprechend verringert sich die Lebensdauer des Heizgeräts.

Die Steuerung erfolgt ohne zusätzliche Geräte wie FIM, FIU, BUS, BUT-Blöcke – der Controller überträgt das Signal sofort an den Aktor (Thyristor, Halbstor, Optothyristor, Optosemistor), unabhängig von der Art der Last – einphasig oder dreiphasig , Lastanschlussplan „Stern“ oder „Dreieck“. Die Wahl des Lasttyps erfolgt durch den Bediener programmgesteuert über den Controller-Bildschirm, ohne physische Eingriffe und ohne Installation zusätzlicher Geräte.

Die Geräte verfügen über einen RS-232-Bus-Ausgang zum Anschluss der Geräte an einen Computer, wodurch Sie in Echtzeit ein Diagramm des Heiz- und Kühlvorgangs auf dem Display erhalten können.

Mit dem Gerät können Sie den Wärmebehandlungsprozess über einen PC steuern und Daten sowohl in tabellarischer als auch grafischer Form speichern. In diesem Fall können tabellarische Daten in das Excel-Format konvertiert werden, mit der Möglichkeit der anschließenden Bearbeitung.

Echtzeit-Prozessdiagramm

Bei allen Geräten kann der Bediener 16 verschiedene Ofenheiz-, Warmhalte- und Kühlprogramme einstellen, von denen jedes (Programme) aus 10 beliebigen Punkten in Zeit-Temperatur-Koordinaten besteht. Das Gerät verfügt über einen adaptiven Steueralgorithmus – das Gerät selbst prüft im automatischen Modus ständig das System Ofen + Beladung und ermittelt die erforderlichen Systemkoeffizienten, ohne dass der Bediener eingreifen muss. Dank des adaptiven Algorithmus kann das Gerät ohne Neukonfiguration an jedem Ofen verwendet werden.

Der thermische Prozessregler Thermolux zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

• Diskretion der Temperatureinstellung – 1?С;
• Diskretion der Zeiteinstellung – 1 Minute;
• die Möglichkeit, eine unbegrenzte Zeit einzustellen, um die Endtemperatur aufrechtzuerhalten;
• Auflösung der Temperaturmessung – 0,1 g C;
• Thermoelementbruchüberwachung;
• Vorhandensein eines manuellen Leistungssteuerungsmodus;
• Fähigkeit, die Ausgangsleistung zu begrenzen;
• die Fähigkeit, die maximale Temperatur des Objekts zu begrenzen;
• die Fähigkeit, mit beliebigen Thermoelementen, einschließlich VR IR, über den gesamten Betriebstemperaturbereich des Thermoelements zu arbeiten. Programmierbarer Übergang von einem Thermoelementtyp zu einem anderen über den Gerätebildschirm;
• die Fähigkeit, mit einem Pyrometer anstelle eines Thermoelements zu arbeiten;
• Position des Temperaturkompensationssensors am Thermoelementkabelblock des Geräts, wodurch die Verwendung von Temperaturkompensationskabeln überflüssig wird;
• die Möglichkeit, Zyklogramme auf einem PC aufzuzeichnen;
• Möglichkeit, ein Programm einzustellen und Parameter von einem PC aus zu ändern

Regler „Thermolux“-021

Bei der Steuerung von Öfen mit Heizungen, deren Widerstand zunehmend von der Temperatur abhängt (Molybdän-Disilizid-Heizungen, Molybdän, Wolfram), also bei Raumtemperatur einen sehr geringen Widerstand aufweisen, verbrauchen die Heizungen bei niedrigen Temperaturen einen sehr großen Strom, der den kritischen Wert deutlich überschreitet Wert des Heizstroms. Wird der Strom nicht auf die eine oder andere Weise begrenzt, führt dies unweigerlich zum Ausfall der Heizungen. Im Allgemeinen erfolgt die Strombegrenzung durch den Einbau zusätzlicher leistungsfähiger und teurer Strombegrenzungsgeräte in die Ofensteuerung. Gerät „Thermolux“-021 ermöglicht den Aufbau eines Heizungssteuerungssystems für solche Öfen, ohne Strombegrenzungsgeräte installieren zu müssen.

Zusätzlich zu allen Controller-Funktionen „Thermolux“-011 im Controller „Thermolux“-021 Die Möglichkeit, den der Last zugeführten Strom kontinuierlich zu messen, ist implementiert (Stromrückmeldung ist organisiert). Dadurch können Sie den maximalen Strom durch die Heizungen programmgesteuert begrenzen. Der Regler „berücksichtigt“ diese Einschränkung bei der Stromversorgung der Heizgeräte und lässt nicht zu, dass der Strom den vom Bediener eingestellten Wert überschreitet, wodurch der Betrieb der Heizgeräte in einem sicheren Modus gewährleistet wird. Gleichzeitig ist das Gerät oft „Thermolux“ Mit -021 können Sie auf die Verwendung von Transformatoren mit manuell geschalteten Wicklungen und manchmal sogar auf die Verwendung von Transformatoren verzichten, was zu einer erheblichen Reduzierung der Gerätekosten führt.

Geräte « Thermolux - 011 und „Thermolux“-021 zertifiziert von der Bundesagentur für technische Kontrolle und Metrologie als Temperaturmessgerät „METER-REGULATOR“, Zertifikat RU.C.32.010.A ​​​​N 22994, eingetragen im staatlichen Messgeräteregister unter N 30932-06.

Ofensteuerungssystem

Die gesamte Steuerung des technologischen Prozesses erfolgt durch den Bediener über den Touchscreen eines Industriecomputers. Die gesamte Steuerung des Ofens erfolgt durch ein automatisches Steuerungssystem, das auf der Basis eines Industriecomputers aufgebaut ist. Der Industriecomputer ist mit einem 17-Zoll-Touchscreen (Typ Touch Pad) ausgestattet, auf dem alle Informationen zum technischen Prozess angezeigt werden. Im Hauptmodus zeigt der Bildschirm ein Gedächtnisdiagramm der Ofensteuerung.

Die Heizung wird mit einem Mikroprozessor-PID-Regler „Thermolux-021“ gesteuert.

Controller « TERMODAT"

Zu den Hauptvorteilen dieses Geräts gehören:

• Vorhandensein eines großen Bildschirms;
• visuelle Darstellung von Informationen und technischen Prozessen;
• Verfügbarkeit eines integrierten Speichers zur Archivierung von Daten zu technischen Prozessen;
• Mehrkanal – die Möglichkeit, mehrere unabhängige Zonen des Ofens mit einem Gerät zu steuern.

Zu den Nachteilen des Geräts gehören:

• Leistungssteuerungsmethode - Relais oder PWM (Pulsweitenmodulation);
• die Notwendigkeit, zusätzliche Geräte im Netzteil zu installieren:
• Um den Ofen mit der FIM-Methode zu steuern, müssen teure Thyristorregler vom Typ „Zvel“ installiert werden.
• Zur Steuerung des PWM-Verfahrens ist der Einbau eines Zwischenthyristorsteuergeräts vom Typ „BUT-3“ erforderlich.
• die Notwendigkeit, bei der Arbeit mit Öfen mit Heizelementen aus Molybdändisilizid, Molybdän und Wolfram eine zusätzliche Strombegrenzungseinrichtung in die Leistungseinheit einzubauen.

« Termodat-16E5 » - ein einkanaliger Software-PID-Temperaturregler und ein elektronischer Rekorder mit einem 3,5-Zoll-Grafikdisplay. Das Gerät verfügt über einen Universaleingang zum Anschluss von Thermoelementen oder Wärmewiderständen sowie Sensoren mit Stromausgang. Die Auflösung beträgt 1 °C oder 0,1 °C wird vom Benutzer festgelegt. Kann sowohl Heizung als auch Kühlung steuern. Intuitive Steuerung über 4 Tasten am unteren Bildschirmrand.

Eigenschaften:

• PID-Regler
• Elektronischer Rekorder
• Grafische Darstellung
• Regelung nach Programm
• PID-Regelgesetz, automatische Anpassung der Koeffizienten
• Universeller Eingang
• Logischer (diskreter) Eingang
• Ausgänge: Relais, Triac, Transistor, analog
• Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Computer RS485
• Alarm
• Robustes Metallgehäuse, 1/4 DIN-Größe (96 x 96 x 82 mm)

Hergestellt für:

• Austausch veralteter Rekorder
• Temperaturregelung nach einem vorgegebenen Programm
• Temperaturmessungen und -aufzeichnung
• Notfallalarm

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Steuergeräten installieren wir auf Wunsch des Kunden jedes von Ihnen benötigte Gerät.

Pyrometer

Dies ist ein ideales Gerät zur berührungslosen Temperaturmessung in der Industrie, im Transportwesen sowie im Wohn- und Kommunalwesen. Kelvin-Pyrometer bieten eine hochpräzise Betriebstemperaturregelung sowie die Möglichkeit, Öfen mithilfe eines bestimmten Signals im Bereich von -40 bis 2200 °C an Orten zu steuern, an denen die Installation eines Thermoelements aus irgendeinem Grund sowie in der Temperatur schwierig ist reichen über die Messung von Thermoelementen an schwer zugänglichen Stellen hinaus.

Technische Eigenschaften:

• Temperaturmessbereich: -40…+2200°C
• Betriebstemperaturbereich: -40°…+70°С
• Messfehler: 1 % + 1 °C
• Messzeit: 0,15 Sek
• Auflösung: 1°C
• Sichtungsindex: 1:200
• Einstellbereich des Emissionsgrads: 0,01 … 1,00
• Spektralbereich: 1,0 - 1,6 µm
• Digitale Ausgangsschnittstelle: RS232 9600 Baud
• Standardlänge der Sensor-Fernkommunikationsleitung: 3 m ( maximale Länge: 20 m)
• Gesamtabmessungen der Fernbedienung: 120x120x60mm
• Schutzart gegen Staub und Feuchtigkeit: IP65

Amperemeter « OMIX »

Die einphasigen/dreiphasigen Amperemeter der Omix-Serie bestehen aus hochwertigen Kunststoffgehäusen und verfügen über eine oder drei LED-Anzeigen zur Anzeige der gemessenen Stromwerte.

Geräteeigenschaften:

Direktanschluss – 0…10 A

Über Standard TT – 0…1 MA

• Meßgenauigkeit

0,5 %+1 e.m.r.

• Geschwindigkeit messen

3 Änderungen/s.

• Versorgungsspannung

U-Leistung = 220 V

Nutzungsbedingungen-15…+50 °C

Voltmeter « OMIX »

Die einphasigen/dreiphasigen Voltmeter der Omix-Serie bestehen aus hochwertigen Kunststoffgehäusen und verfügen über eine oder drei LED-Anzeigen zur Anzeige der gemessenen Spannungswerte.

Geräteeigenschaften:

• Spannungsmessbereich

Direkter Anschluss – 0…500 V

Über Standard-TN – 0…380 kV

• Meßgenauigkeit

0,5 %+1 e.m.r.

• Geschwindigkeit messen

3 Lesungen/s

• Versorgungsspannung

U-Leistung = 220 V

• Nutzungsbedingungen

15…+50 o C

Thyristor-Spannungsregler „ZVEL“

Konzipiert für den Einbau in Schaltschränken. Die Reglerreihe ist für dreiphasige Lasten mit Strömen bis 1000 A ausgelegt. Sie ist einphasig/dreiphasig aufgebaut.

Die Funktionalität von ZVEL-Reglern zeichnet sich durch das Vorhandensein von Servicefunktionen aus:

• Flüssigkristallanzeige mit Anzeige von Lastströmen, Einstellsignal und Fehlercodes;
• Strombegrenzungsfunktion;
• Tastatur für Programmiereinstellungen;
• elektronischer Schutz gegen Kurzschluss, Überlastung und Überhitzung;
• Autodiagnose des Thyristorausfalls;
• Lastverbindungssteuerung;
• Schutz vor Lastschäden (Stromunsymmetrie);
• Phasenverlust oder „Festkleben“ von Phasen;
• Leistungssteuerungsmethoden – Phasenimpuls- oder Sprungperioden (programmierbar);

Verstärker „U13M“

Entwickelt, um die Leistung einer elektrischen Last in einphasigen Wechselstromkreisen (für eine dreiphasige Last sind drei Geräte erforderlich) mithilfe der Pulsphasenmodulation (PPM) aus analogen Eingangssignalen zu steuern. Das Gerät verfügt über eine Rückmeldung auf Basis der Netzspannung, was eine besonders präzise Anpassung der Leistung an den Verbraucher ermöglicht.

Charakteristisch:

• Wandelt das DC-Eingangssignal (DC-Spannung) in Ausgangsleistung um (Pulsphasensteuerung);
• Bildung eines Regimes, das die Einbeziehung von Thyristoren verbietet;
• Gewährleistung einer linearen Abhängigkeit der der Last zugewiesenen Ausgangsleistung vom Wert des Eingangssignals. Zur Steuerung hoher Leistungen besteht die Möglichkeit, einen externen Block leistungsstarker Thyristoren anzuschließen;
• Galvanische Trennung von Ein- und Ausgangssignalen

Thermoelement

Thermoelektrische Wandler (Thermoelemente) sind Geräte zur Temperaturmessung in einer Ofenkammer. Es besteht aus 2 Drähten unterschiedlicher Größe, die an einem Ende miteinander verlötet sind chemische Zusammensetzung. In diesem Fall müssen die ungelöteten Enden außerhalb der Kammer (in der Kaltzone) liegen

Die Firma Termokeramika produziertThermoelemente verschiedener Längen der folgenden Typen:

• THA – Chromel Alumel
• TVR – Wolfram-Rhenium
• TPP – Platin-Platinarium
• TPR – Platinium-Platinarium

1 Zweck der Arbeit

1.1 Machen Sie sich mit dem Aufbau eines elektrischen Widerstandsofens, den elektrischen Heizgeräten, der Funktionsweise des elektrischen Ofens und dem elektrischen Steuerkreis vertraut.

2 Arbeitsauftrag

2.1 Notieren Sie die technischen (Pass-)Daten des Elektroofens und der Elektrik Messgeräte.

2.2 Machen Sie sich mit dem Aufbau eines elektrischen Widerstandsofens und dem Zweck seiner einzelnen Teile vertraut.

2.3 Machen Sie sich mit dem Stromkreis zur Steuerung der Betriebsarten eines elektrischen Widerstandsofens vertraut.

2.4 Sammeln Elektrischer Schaltplan um das Experiment durchzuführen.

2.5 Führen Sie ein Experiment durch, um die Energieleistungsindikatoren eines elektrischen Widerstandsofens zu bestimmen.

2.6 Erstellen Sie einen Bericht über die geleistete Arbeit.

3 Beschreibung des Laboraufbaus

Eine Laboranlage zum Kennenlernen des Aufbaus, der Funktionsweise und des Zwecks einzelner Teile eines elektrischen Widerstandsofens sollte aus einem elektrischen Widerstandsofen bestehen Kammertyp Modell OKB-194A oder Modell N-15 mit Nichrom-Heizgeräten für die Wärmebehandlung von Metallen in der Einzel- und Kleinserienfertigung. Darüber hinaus muss ein Ausgangsmaterial für die Wärmebehandlung vorhanden sein; Hierzu empfiehlt es sich, Teile vorzubereiten, die eine solche Bearbeitung erfordern. Die Grundparameter der Temperaturbedingungen müssen bekannt sein.

Thermoelemente werden in einen Elektroofen eingebaut, um die Temperatur zu kontrollieren. Die Anlage muss über eine Vorrichtung zur automatischen Temperaturregelung sowie über eine Reihe von Messgeräten und Temperaturreglern zum Erhitzen des Ausgangsmaterials verfügen.

In dem Raum, in dem Marmeladen serviert werden, sollten Plakate mit Bildern von Elektroöfen aufgehängt werden verschiedene Arten und Entwürfe, elektrische Schaltpläne zur Steuerung von Elektroöfen und elektrischen Widerstandsheizungsanlagen.

4 Kurze theoretische Informationen

Elektrische Widerstandsöfen, bei denen elektrische Energie durch flüssige oder feste Körper in Wärme umgewandelt wird, haben direkte und indirekte Wirkung. IN direkte Öfen Bei dieser Aktion ist der erhitzte Körper direkt mit dem Netzwerk verbunden (Abb. 1) und wird durch den durch ihn fließenden Strom erwärmt.

Bild 1 - Schematische Darstellung Anlagen zur direkten Erwärmung eines Metallwerkstücks: 1 – erhitztes Werkstück; 2 - Transformator

IN indirekte Öfen Dabei wird in speziellen Heizelementen Wärme freigesetzt und durch Strahlung, Wärmeleitung oder Konvektion an den erhitzten Körper übertragen. Widerstandsöfen und Direktheizgeräte werden zum Erhitzen zylindrischer Produkte (Stäbe, Rohre) und verwendet indirekte Heizung zur Wärmebehandlung von Produkten und Materialien sowie zum Erwärmen von Werkstücken zum Schmieden und Stanzen.

Das Ausgangsmaterial wird in elektrischen Widerstandsöfen in der Regel auf eine bestimmte (eingestellte) Temperatur erhitzt. Nach der Aufheizzeit ist eine Haltezeit zum Temperaturausgleich erforderlich. Die Messung der Heiztemperatur und die Überwachung des Fortschritts des Heizvorgangs können visuell und automatisch mithilfe automatischer Steuerungen im Zwei-Positionen-Verfahren (periodisches Ein- und Ausschalten des Ofens) erfolgen.

Abbildung 2 zeigt einen Schaltplan zur Steuerung eines Elektroofens mit Zweipunktregelung.

Abbildung 2 – Schematische Darstellung des Ofens mit Ein-Aus-Steuerung

Das Schema sieht manuelle und vor automatische Kontrolle. Wenn der Schalter P in Position bringen 1 , dann wird die Schaltung konfiguriert manuelle Kontrolle, und die Position 2 Der Schalter schaltet den Stromkreis auf automatische Steuerung um. Heizelemente ein- und ausschalten NE wird von einem Thermostat erzeugt TP, deren Kontakte je nach Temperatur im Ofen den Stromkreis der Schützspule schließen oder öffnen L direkt oder über Zwischenrelais RP. Die Heiztemperatur kann durch Änderung der Ofenleistung reguliert werden – durch Umschalten der Heizungen von Dreieck auf Stern (Abb. 3, a), während die Ofenleistung um das Dreifache reduziert wird, und bei Einphasenöfen durch Umschalten von a Parallelschaltung von Heizgeräten zu einem Reihenheizgerät (Abb. 3, b) .

Abbildung 3 – Stromkreis zum Umschalten der Ofenheizungen: a – von Dreieck auf Stern; b – von parallel nach seriell

In elektrischen Widerstandsöfen werden Materialien mit hohem spezifischem Widerstand als Heizelemente verwendet. Diese Materialien sollten nicht oxidieren und die auf der Oberfläche gebildeten Oxide sollten bei Temperaturschwankungen nicht platzen oder zurückprallen.

Kammeröfen werden aufgrund ihrer Vielseitigkeit am häufigsten zum Erhitzen von Rohstoffen verwendet. Sie bestehen aus einer rechteckigen Kammer mit feuerfester Auskleidung und Wärmeisolierung, sind mit einem Boden abgedeckt und in einem Metallgehäuse eingeschlossen. Öfen der H-Serie werden mit Band- oder Drahtheizungen hergestellt, die auf Keramikböden platziert sind. Öfen vom Typ OKB-194 (Abb. 4 und Abb. 5) bestehen aus zwei Kammern, wobei die obere Kammer mit Karborund-Heizungen und die untere Kammer mit Nichrom-Heizungen ausgestattet ist.

Abbildung 4 – Kammer-Elektroofen Typ OKB-194: 1 – Mechanismus zum Anheben der oberen Kammertür; 2 – Rollen der Tür der unteren Kammer; 3 – Wärmedämmung; 4 – obere Kammer; 5 – untere Kammer; 6 – Herdplatte

Richtlinien

Technische (Zertifikats-)Daten des Elektroofens, der Steuer- und Überwachungsgeräte sowie der elektrischen Messgeräte werden gemäß den tabellarischen Daten der Geräte erfasst. Zukünftig sollten diese Informationen im Arbeitsbericht berücksichtigt werden. Die technischen Daten der Geräte sind deren Nennparameter. Daher müssen während des Betriebs die in den Pässen angegebenen Werte für Strom, Spannung, Leistung und andere Werte eingehalten werden.

Wenn Sie sich mit einem elektrischen Widerstandsofen vertraut machen, sollten Sie auf dessen Konstruktion und Anordnung der Heizelemente sowie deren Position im Ofen achten. Es empfiehlt sich, den Widerstand der Heizelemente mit einem Tester zu messen. Machen Sie eine Skizze des Startgeräts und achten Sie auf dessen Laufwerk. Finden Sie heraus, welche Temperaturbedingungen bei der Wärmebehandlung des Ausgangsmaterials (der Teile) während des Experiments eingehalten werden müssen. Bestimmen Sie, welche Instrumente die Heiztemperatur messen und wo Thermoelemente installiert werden. Das elektrische Diagramm der Anschlüsse des Elektroofens und der Messgeräte zur Durchführung des Experiments ist in Abb. dargestellt. 5.

Die Schüler müssen elektrische Messgeräte auswählen, Geräte steuern, die erforderlichen Anschlüsse herstellen und vor der Inbetriebnahme des Stromkreises den Unterrichtsleiter zur Überprüfung übergeben.

Abbildung 5 – Schematischer Schaltplan des Ofens vom Typ OKB-194: a – Schaltplan; b – Diagramm der Funktionsweise des Universalschalters UP

Nachdem die Schüler den elektrischen Anschlussplan überprüft und vom Unterrichtsleiter die Erlaubnis und die Aufgaben zur Wärmebehandlung des Ausgangsmaterials erhalten haben, legen sie das Ausgangsmaterial (die Teile) in die Beschickungseinrichtung und schalten den Ofen ein. Während des Experiments ist es notwendig, die Messwerte von Elektro- und Wärmemessgeräten (Amperemeter, Voltmeter, Wattmeter, sekundäres Thermoelementgerät) sorgfältig zu beobachten und deren Messwerte in regelmäßigen Abständen aufzuzeichnen. Daten aus Beobachtungen und anschließenden Berechnungen sollten in Tabelle 1 eingetragen werden. Wenn die Grenztemperatur (gemäß Spezifikation) erreicht ist und ein Regler vorhanden ist, wird die Temperatur reguliert. Es ist notwendig, die Funktionsweise des Reglers zu überwachen und den Zeitpunkt der Unterbrechung der Stromversorgung zu notieren. Bestimmen Sie am Ende des Experiments den Stromverbrauch und den Leistungsfaktor der Anlage.

Verbrauch A elektrische Energie wird durch den Zählerstand bestimmt, und falls es nicht im Stromkreis vorhanden ist, können Sie die Leistungswerte verwenden R(laut Wattmeter-Anzeige) und Dauer T funktioniert:

A = Pt.(1)

Installationsleistungsfaktor:

cosφ = Р/( Benutzeroberfläche).(2)

Tabelle 1 – Experimentelle Daten

Der Bericht über die Arbeiten wird in der in Anlage 1 angegebenen Form erstellt. Der Bericht muss die Passdaten der Maschine, Geräte und Messgeräte enthalten, die Konstruktion des elektrischen Widerstandsofens und die Art der Wärmebehandlung des Ausgangsmaterials kurz beschreiben Geben Sie eine Skizze der Ladevorrichtung, die Position der elektrischen Heizelemente und den elektrischen Schaltplan der Anschlüsse der Geräte und Apparate an, die während des Experiments verwendet wurden. Notieren Sie die Ergebnisse von Beobachtungen und Berechnungen. Beschreiben Sie Methoden zur Regulierung der Temperaturbedingungen während der Wärmebehandlung. Sicherheitsfragen beantworten.