Керування нагрівальними елементами

Фундаментальне значення для розуміння роботи і переваг електронного трансформатора мають способи керування нагрівальними елементами за допомогою тиристорного регулятора потужності, а також конкретні переваги і недоліки кожного з них.

Керування нагрівальними елементами

Фундаментальне значення для розуміння роботи і переваг електронного трансформатора мають способи керування нагрівальними елементами за допомогою тиристорного регулятора потужності, а також конкретні переваги і недоліки кожного з них.

Імпульсне управління (управління стрільбою серіями)

Тиристори з імпульсним керуванням запускаються при нульовому кросовері і перемикаються тільки повні синусоїди. Це гарантує, що ні гармоніки, ні реактивна потужність не генеруються. Недоліком цього безвідмовного режиму роботи є коливання напруги, які можуть виникнути, якщо мережа живлення занадто слабка. Цей ефект, відомий як мерехтіння напруги, спричиняє неприємні коливання інтенсивності світла всіх освітлювальних приладів, підключених до одного джерела живлення.

Цей метод контролю є кращим для компонентів, які є стабільними і не змінюють свій опір в значній мірі. У випадку HVAC-індустрії це металеві нагрівальні елементи.

При використанні цього методу керування відповідним пристроєм буде тиристорний регулятор потужності JUMO TYA.

Недоліки

• мерехтіння

Контроль фази

У режимі фазового кута тиристори спрацьовують під час кожної напівхвилі. Цей цикл, що швидко змінюється, забезпечує безперервне регулювання температури в динамічних системах. Крім того, цей режим роботи дозволяє обмежувати струм, що особливо необхідно для нагрівальних елементів з низьким опором, наприклад, керамічних.

Одним з недоліків такого режиму роботи є перешкоди, викликані гармоніками, які створюються крутим підйомом фронту усіченої напівхвилі мережевої напруги. Іншим недоліком є генерація реактивної потужності навіть при резистивному навантаженні. Це викликано виключно регулюванням кута зсуву фаз і тому називається реактивною потужністю з фазовим регулюванням.

Ці недоліки можна подолати за допомогою електронного трансформатора IPC 300.

Недоліки

• гармонійні спотворення

• реактивна потужність

Вплив дефектів фазового керування - гармонійні спотворення та реактивна потужність

Гармонійні спотворення

Це призводить до гармонійних спотворень, які є невід'ємним наслідком фазового керування:

• Коливання струму в діапазоні від 50% до 200% від номінального струму

• Перевантаження нульового проводу струмами, що в 3 рази перевищують номінальний струм

• Несправності та вихід з ладу обладнання

• Зниження доступності системи

• Вплив на системи обліку -> Виробництво бракованих деталей

• Вищі витрати на закупівлю енергії

• Збільшення розмірів установки -> Збільшення інвестиційних витрат

Реактивна потужність

Реактивну потужність можна порівняти з пивом. Якщо активна потужність - це пиво в рідкому вигляді, то реактивна потужність - це просто піна, яка не має ніякої реальної цінності і лише затримує реальну роботу, що виконується, і "забруднює" енергію. Крім того, коли її занадто багато, вона генерує додаткові витрати для постачальника енергії.

Рішення - електронний трансформатор

Електронний трансформатор IPC 300

Рішенням для печей з нагрівальними елементами з дисиліцидом молібдену (MoSi2) або карбіду кремнію (SiC) з фазовим керуванням є електронний трансформатор JUMO IPC 300. Він був розроблений для керування нагрівальними навантаженнями, які раніше потребували додаткового трансформатора для регулювання потужності.

Завдяки вбудованому регулятору амплітуди, струм мережі та вихідна напруга Jumo IPC 300 пропорційні необхідній потужності нагрівального елементу, тому немає необхідності купувати додаткові компенсаційні пристрої. За допомогою цього пристрою компенсується реактивна потужність і знижуються піки струму - таким чином знижуються витрати на електроенергію. Крім того, перетворювач потужності IPC 300 зменшує перешкоди, такі як мерехтіння або гармоніки.

Переваги електронних трансформаторів IPC 300 в двох словах

• менші рахунки за електроенергію

• Зниження витрат на технічне обслуговування

• компенсація реактивної потужності - зовнішні пристрої компенсації не потрібні

• економія витрат

• запобігання пікам струму

• виявлення заземлення на нагрівальних елементах

• Можливість проведення випробування з наявною піччю - JUMO поставить випробувальну шафу управління разом з IPC 300

Електронний трансформатор IPC 300 - застосування

Електронний трансформатор IPC 300 особливо підходить для застосування з нагрівальними елементами з діатоміту молібдену (MoSi2) або карбіду кремнію (SiC). Вони використовуються в таких печах, як:

Циліндрична піч (піч для загартування або відпалу)

• Температура до 1850°C

• Нагрівальні елементи MoSi2

Циліндрична піч (піч для загартування або відпалу)

• Температура до 1850°C

• Нагрівальні елементи MoSi2

Стоматологічні печі

Нагрівальні елементи MoSi2 мають переваги для спікання цирконієвих зубних імплантатів

• Температура до 1830°C

• MoSi2 забезпечує швидке нагрівання та охолодження печі