關(guān)鍵詞：AI溫度控制器、箱式電阻爐，可控硅SCR

一、概述

    箱式電阻爐適用于科研單位，產(chǎn)品質(zhì)檢中心，工礦企業(yè)實(shí)驗(yàn)室作產(chǎn)品或材料高溫條件下的性能實(shí)驗(yàn)。爐殼采用優(yōu)質(zhì)鋼板折邊焊接制成，表明靜電噴涂工藝處理。工作室為耐火材料制成的爐膛。數(shù)顯控溫。
     它的外殼一般是用型鋼、鋼板焊接而成的，小型電爐由于需保持工作面的一定高度，一般均做成帶支架的，在箱型殼體下邊，有支持爐體的腿或支架。中型電爐因本身重量大及加入爐內(nèi)的工件重量也大，所以一般均直接在底盤上焊接爐體及砌磚。大型電爐可以在特定的專用的地基上設(shè)計(jì)成無鋼性底盤的結(jié)構(gòu)，而就地焊接砌磚，但這種電爐在安裝后不能吊運(yùn)及移動(dòng)。中小型電爐的爐門可用配重及手動(dòng)裝置來開閉，下部一般均有砂封槽，有些爐門上邊也設(shè)有砂封槽，以保證良好的密封性，爐門關(guān)閉時(shí)，用壓緊裝置使?fàn)t門緊密的與門框接觸，減少漏氣。大型電爐可以用電動(dòng)或氣動(dòng)、液壓開閉爐門，電加熱元件一般可以在爐膛內(nèi)左右側(cè)墻上及底面上布置，為了得到良好的熱場(chǎng)，最好在護(hù)頂上也布置電加熱元件，因?yàn)闋t內(nèi)工件一般堆放高度不會(huì)超過寬度，所以以上下兩個(gè)方面加熱比左右兩個(gè)方面加更為有效。
     大型及中型箱式電阻爐（馬弗爐）可以在護(hù)門上及后墻上適當(dāng)?shù)牟贾靡恍╇娂訜嵩詼p少爐內(nèi)的溫差，為了保證爐門口的熱損失能得到更好的平衡，可以在較大的箱型電爐上靠爐門口的爐膛長(zhǎng)度1/3處作為一個(gè)控制區(qū)。通保護(hù)氣體的爐子應(yīng)設(shè)有保證安全運(yùn)行的必要裝置及良好曲密封性。

       電阻爐是利用電流使?fàn)t內(nèi)電熱元件或加熱介質(zhì)發(fā)熱，從而對(duì)工件或物料加熱的工業(yè)爐。電阻爐在機(jī)械工業(yè)中用于金屬鍛壓前加熱、金屬熱處理加熱、釬焊、粉末冶金燒結(jié)、玻璃陶瓷焙燒和退火、低熔點(diǎn)金屬熔化、砂型和油漆膜層的干燥等。
　　自從發(fā)現(xiàn)電流的熱效應(yīng)(即楞茨-焦耳定律)以后，電熱法首先用于家用電器，后來又用于實(shí)驗(yàn)室小電爐。隨著鎳鉻合金的發(fā)明，到20世紀(jì)20年代，電阻爐已在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。工業(yè)上用的電阻爐一般由電熱元件、砌體、金屬殼體、爐門、爐用機(jī)械和電氣控制系統(tǒng)等組成。加熱功率從不足一千瓦到數(shù)千千瓦。工作溫度在 650℃以下的為低溫爐；650～1000℃為中溫爐;1000℃以上為高溫爐。在高溫和中溫爐內(nèi)主要以輻射方式加熱。在低溫爐內(nèi)則以對(duì)流傳熱方式加熱，電熱元件裝在風(fēng)道內(nèi)，通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫爐內(nèi)氣體循環(huán)流動(dòng)，以加強(qiáng)對(duì)流傳熱。

    箱式電阻爐特點(diǎn)：

1、 數(shù)顯控溫。

2、爐殼采用優(yōu)質(zhì)鋼板折邊焊接制成，表明靜電噴涂工藝處理。

3、工作室為耐火材料制成的爐膛

二、可控硅SCR

    可控硅（SCR）國際通用名稱為Thyyistoy，中文簡(jiǎn)稱晶閘管。它能在高電壓、大電流條件下工作，具有耐壓高、容量大、體積小等優(yōu)點(diǎn)，它是大功率開關(guān)型半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用在電力、電子線路中。

    可控硅（SCR）是可控硅整流器的簡(jiǎn)稱?？煽毓栌袉蜗颉㈦p向、可關(guān)斷和光控幾種類型它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于可控整流、調(diào)壓、逆變以及無觸點(diǎn)開關(guān)等各種自動(dòng)控制和大功率的電能轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合。

    單向可控硅單向可控硅是一種可控整流電子元件，能在外部控制信號(hào)作用下由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通，但一旦導(dǎo)通，外部信號(hào)就無法使其關(guān)斷，只能靠去除負(fù)載或降低其兩端電壓使其關(guān)斷。單向可控硅是由三個(gè)PN結(jié)PNPN組成的四層三端半導(dǎo)體器件與具有一個(gè)PN結(jié)的二極管相比，單向可控硅正向?qū)ㄊ芸刂茦O電流控制；與具有兩個(gè)PN結(jié)的三極管相比，差別在于可控硅對(duì)控制極電流沒有放大作用。

    雙向可控硅 雙向可控硅具有兩個(gè)方向輪流導(dǎo)通、關(guān)斷的特性。雙向可控硅實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)反并聯(lián)的單向可控硅，是由NPNPN五層半導(dǎo)體形成四個(gè)PN結(jié)構(gòu)成、有三個(gè)電極的半導(dǎo)體器件。由于主電極的構(gòu)造是對(duì)稱的（都從N層引出），所以它的電極不像單向可控硅那樣分別叫陽極和陰極，而是把與控制極相近的叫做第一電極A1，另一個(gè)叫做第二電極A2。雙向可控硅的主要缺點(diǎn)是承受電壓上升率的能力較低。這是因?yàn)殡p向可控硅在一個(gè)方向?qū)ńY(jié)束時(shí)，硅片在各層中的載流子還沒有回到截止?fàn)顟B(tài)的位置，必須采取相應(yīng)的保護(hù)措施。 雙向可控硅元件主要用于交流控制電路，如溫度控制、燈光控制、防爆交流開關(guān)以及直流電機(jī)調(diào)速和換向等電路。

三、箱式電阻爐中AI儀表的選型

      溫度測(cè)量與控制是熱電偶采集信號(hào)通過AI溫度調(diào)節(jié)器測(cè)量和輸出0～10ma或0～20ma控制觸發(fā)板控制可控硅導(dǎo)通角的大小，從而控制主回路加熱元件電流大小，使電阻爐保持在設(shè)定的溫度工作狀態(tài)?？煽毓铚囟瓤刂破饔芍骰芈泛涂刂苹芈方M成。主回路是由可控硅，過電流保護(hù)快速熔斷器、過電壓保護(hù)rc和電阻爐的加熱元件等部分組成。

       控制回路是由直流信號(hào)電源、直流工作電源、電流反饋環(huán)節(jié)、同步信號(hào)環(huán)節(jié)、觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器、溫度檢測(cè)器和AI溫度調(diào)節(jié)器等部分組成。選擇優(yōu)良耐火材料如高級(jí)氧化鋁、耐火纖維和輕質(zhì)磚做成的爐體是關(guān)鍵的一環(huán)，以硅鉬棒、硅碳棒等電加熱元件提供熱源的溫度控制設(shè)備采用可控硅溫度控制器，爐況穩(wěn)定，爐溫控制效果在實(shí)時(shí)性和控制精度方面有顯著提高。而采用計(jì)算機(jī)和AIBUS總線控制后，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以同時(shí)控制多臺(tái)電阻爐，不但實(shí)現(xiàn)了程序自動(dòng)控制，而且可以多點(diǎn)溫度顯示記錄貯存和報(bào)警等功能，系統(tǒng)使觸發(fā)電路等大部份部件互換，可以使傳統(tǒng)的設(shè)備得到升級(jí)。這樣設(shè)備管理工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，對(duì)設(shè)備的維護(hù)和維修比較簡(jiǎn)單。一般中低溫爐通常選用AI-708的儀表，有帶程序升溫的選AI-708P，高溫爐強(qiáng)烈建議選擇AI-808/808P的儀表，輸出模塊可選：

G 隔離型固態(tài)繼電器（SSR）驅(qū)動(dòng)電壓輸出模塊（12V/30mA）

L2 繼電器觸點(diǎn)開關(guān)輸出模塊（適合報(bào)警控制輸出）

K1 “燒不壞”型單路可控硅過零觸發(fā)輸出模塊（100-220VAC范圍通用）

K3 “燒不壞”型三路可控硅過零觸發(fā)輸出模塊（100-380VAC范圍通用）

K5/K6 “燒不壞”型單路可控硅移相觸發(fā)輸出模塊（分別適用220VAC/380VAC）

AIJK3型三相移相觸發(fā)器（三相四線制，適合阻性負(fù)載，多種故障檢測(cè)及報(bào)警，軟起動(dòng)及電流反饋輸入）

AIJK6型三相移相觸發(fā)器（三相三線制，適合阻性及感性負(fù)載，缺相檢測(cè)及報(bào)警，軟起動(dòng)及電流反饋輸入）

X3 光電隔離的高精度線性電流輸出模塊（配合三相移相觸發(fā)器應(yīng)用）

    S 光電隔離RS485通訊接口模塊（用儀表內(nèi)部12V隔離電源）

      控制方式的選擇：是采用過零還是移相，是根據(jù)控制對(duì)象的溫度范圍所選擇的加熱元件來確定的。高溫爐可選AI-808PA（X3+AIJK3）L2

      對(duì)于低、中、箱式電阻爐純電阻絲溫度1000oC爐型可采用過零控制，缺點(diǎn)是電流波動(dòng)比較大，特別是大功率的加熱元件；從保護(hù)延長(zhǎng)電阻絲的壽命的目的出發(fā)可采用移相觸發(fā)控制，缺點(diǎn)是對(duì)電網(wǎng)的高頻干擾。

       對(duì)于高溫爐采用硅碳棒、硅鉬棒為發(fā)熱元件，使用溫度300～1700℃就一定要采用移相觸發(fā)控制。以硅碳棒為加熱元件的高溫電阻爐，其加熱元件的冷態(tài)與熱態(tài)時(shí)的電阻值相差較大，在長(zhǎng)期使用中硅碳棒的電阻值將逐漸變大。

AI智能溫度調(diào)節(jié)器：

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