PAC30A+系列智能型SCR调功器

PAC30A+系列智能型SCR调功器 

 

PAC30A+系列SCR调功器是大功率可控硅模块应用技术的新产品。它集三相调压/调功方式为一体,具有自动判别相位、上电缓启动、缓关断、散热器超温等功能,适用于电阻性负载。

 

一.产品特点

 

本公司自主研发生产的PAC30A+系列SCR调功调压器是集合我公司多年电加热控制经验,是专为电炉设备而设计的:其调功、调压、负载中心接地、不接地,可以由客户任意设置的一款产品,从而达到了真正的智能化。

 

其调压(移相导通)调功(过零导通)功能的转换只需要拨一下拨码开关即可实现,非常简单,并且,调功是具有绿色环保、节能、避免电流表指针来回摆动的周波调功方式。

 

此调功/调压的功能转换,主要是多台运行时,移相导通对电网有干扰,使功率因数下降,因此,必须转换成节能环保的调功模式。

 

其散热风冷单元采用特殊设计的插片式散热器,比普通铝型材散热器散热效率提高了30%,更利于模块的散热,从而极大的提高了模块的使用寿命。同时,还具有模块超温报警功能,便于及时了解模块的工作状态。本产品结构合理,保护功能完善,规格齐全,有30A至600A的电流容量机型可供用户选择。该产品可广泛适用于工业热处理、电热加工、材料制造、航天航空、冶金、有色、医药、电子、食品机械、注塑机械、喷涂机械、真空镀膜机等各种设备上。

 

二.技术规格

 

1负载控制元件

可控硅(SCR)模块

2负载电源

三相380V AC ±10% 50HZ

3电流容量

20A,50A,60A,80A,90A,110A,140A,160A,180A,

240A,320A, 400A 600A

4控制板电源与功耗

电源:380V AC ±10% 50HZ, 要求与负载电源同相位    功耗:5W最大

5风扇电源(根据客户要求配置)

电压:220或者380V AC  电流:0.5 A以下

6控制输入

4~20mA接收阻抗100Ω。或者0-10V DC输入,

7LED状态显示灯

输入指示LED灯(1支):红色

三色状态LED灯(1支):绿色,运行(有输出)

黄色闪烁,停机(无输出)

红绿闪烁,散热器超温报警(无输出)

8控制方式

调相控制:连续调压

调功控制:阻性周波过零调功

 

 

 

9调节输出分辨率

调相0.2°,调功 20ms

10移相范围

0~175°,星型负载(中心点接地)

0~150°,三角型负载或星型负载(中心点不接地)

11驱动输出

配单硅反并联式可控硅模块可变宽度脉冲:8°~120°

电压:5V     电流:100mA最大

12手动方式

外接10KΩ电位器调整

13缓启动时间

调相控制时,P3电位器调整。调整范围:0.2~120秒

14缓关断时间

调相控制时,10秒固定

15电压限制

板内P1电位器或外接10KΩ电位器调整。

调整范围:0~100%

16散热器超温保护

80℃温度开关,常闭接点       动作时间:< 20ms

17报警输出

当散热器超温时动作

规格:1个常开接点,1A 250V AC 纯阻

输出端子:CN2-1、CN2-2

18急停

报警动作时,控制输出急停

动作时间:< 20ms

解除: 报警解除后,进入待机状态或重新上电解除

19风机控制

380V的风机,有40℃常开温度开关,当散热器温度低于40℃时风机不转动,保证风机寿命。

风机电源为220V的没有40度常开温度开关。

20启动/停止开关

(外接开关)

R1端:CN1-3端子,RS端:CN1-7端子

R1 - RS端:无电压接点输入

短路:缓关断, 开路:缓启动

21调功/调压切换

(SW1-1拨码开关)

SW1-1=ON, 调压(出厂设置)

SW1-1=OFF,周波调功

22工作环境

和存储温度

温度范围:0~+40℃

湿度范围:90% RH最大,无结露

海拔高度:2000m 以下

存储温度:-10~+60℃

其它要求:通风良好,不受日光直射或热辐射,无腐蚀性、可燃性气体

23安装形式和要求

壁挂式,垂直安装,通风良好

24绝缘电阻

介电强度

绝缘电阻:模块输出端与外壳,500VDC 20MΩ最小

控制板电源端与外壳,500VDC 20MΩ最小

控制输入端与外壳,500VDC 20MΩ最小

控制板输入端与电源端,500VDC 20MΩ最小

介电强度:模块输出端与外壳之间,2000VAC 1分钟

控制电源端与外壳之间,2000VAC 1分钟

 

三. 安装及使用须知

 

l 使用前请认真阅读本说明书,严格按要求接线使用。

 

l 本电压调整器是壁挂式,垂直安装在通风良好,不受日光直射或热辐射,无腐蚀性、无可燃性的环境中。

 

l 负载应无短路、局部放电打火等现象,要求绝缘良好。

 

l 特别指出:变压器负载不能空载或轻载运行。

 

l 散热器超温保护后,如要运行,需排除故障后,再送电运行。

 

四. 装箱清单表

 

PAC30A整机一台,10K电位器一只,说明书1份。

 

五.产品选型表及外形尺寸:见选型表

 

六.订货说明

 

1. SCR调功器电流容量选择参考

 

l 一般纯阻负载:调功器电流容量应大于负载最大电流。

 

l 硅碳棒载:当取消变压器时,硅碳棒应串联,使之能够承受电压的70%~80%以上。硅碳棒在700~800℃存在负阻区,调功器电流容量应大于负载最大电流的1.7倍。

 

l 电热管负载:电热管易受潮、局部短路和放电打火等,SCR调功器电流容量应大于负载最大电流的1.7倍。

 

l 变压器负载:应带电流限制功能,电流容量应大于负载最大电流的2~2.5倍。

 

l 特殊负载应加大电流容量,订货时声明。

 

2. 定货例:PAC3OA-B240S-190A-00A,含义如下:

 

PAC30A三相SCR调功器,4~20mA输入,最大电流190A(纯阻负载最大电流190A;硅碳棒负载、电热管负载最大电流110A;变压器负载最大电流80A).无加热器断线报警,无快熔。

 

七.电路示意图及输出波形图

 

SW1拨码开关设置输出波形:



控制板面板图 

 

八. 接假负载调试

 

为调试可靠、顺利进行,一般先接假负载(如:100~200W灯泡、电炉等)。负载电压变化应连续、均匀、平稳,并与输入信号成线性关系,各相电压之间应平衡。对于变压器负载,应将变压器一次侧断开后,再接假负载。可按最简接线图接线,进行自动或手动调试。

 

l 自动调试: 将仪表4~20mA的输出信号接到CN1的C1、C2端,R2、R3短路,输入变化信号逐步增大时,负载电压应随输入增加。

 

l 手动调整:外接10KΩ手动电位器。电位器的两个固定端分别接M、R1端,滑动端接R2端。调整手动电位器,负载电压调整范围为0~100%。此时,负载电压应均匀变化。

 

l 上电缓启动时间:调整控制板上的P3电位器,启动时间0.2~120秒用户可设。

 

九. 接实际负载调试

 

假负载调试通过后,再接实际负载。对于变压器负载,变压器二次侧的负载不能开路,不能空载和半载,必须加实际负载。

 

加电前,需保证负载没有短路、接触不良等现象,绝缘强度应满足要求,负载的连接形式应与调压器型号相符;保证调压器安装与接线应符合要求,机柜通风良好等;控制板电源电压符合要求。

 

加电后,逐步增加控制输入信号或调整手动电位器,使负载电压从小到大逐步增加。若发现异常,需停机检查。

 

负载最大电压取决于负载特性,烘炉情况,炉温高低,负载电流大小等情况。若变压器设计不合理,发生磁饱和时,电压也加不上去。

 

十.控制板常见接线组合

 

用户可根据实际使用需要,选择接线方式。下图列出了常见的接线组合,供设计时参考。

 

十三.调试中的问题及故障排除

 

当用户系统出现故障时,首应判断故障的部位,应将仪表、调压器和负载的问题分开处理。

 

l 负载无输出

 

1. 检查电源:控制板、负载电源是否正常,快熔是否烧断。

2. 检查负载:负载是否开路或接线有问题。

3. 检查控制板状态灯:绿色,运行状态;黄色闪烁,停机状态(无输出);红、绿闪烁,散热器超温报警(无输出);不亮,未供电或控制板故障。

4. 检查控制板输入指示灯:红色为正常,不亮为无输入信号。

5. 检查控制板P1电位器的位置:顺时针调整,输出电压增加。

6. 检查控制板R2、R3短路片:自动控制时,R2、R3短路片应接好。

7. 检查输入信号:范围,4~20mA。输入信号 > 5.6mA, 应有输出。极性是否接反。

8. 检查控制板R2端:R2输出0~5V(随输入信号4~20mA变化)。

9. 检查控制板RS端:RS、GND端短路,停机状态(无输出)。

 

l 负载电压不正常

 

1. 检查电源:控制板、负载电源是否正常。

2. 检查负载:是否空载、轻载运行。变压器负载:二次侧不能空载,必须带全载。

3. 手动检查:若手动控制正常,初步判断调压器没有问题。否则,接假负载继续检查。

4. 自动检查:控制输入变化4~20mA时,R2端的电压变化范围应为0~5V。

5. 输出电压只能调到负载电源的一半:调压器的晶闸管模块损坏一支臂。

6. 检查阻容吸收器是否接触不良或损坏。

 

l 负载电压始终为最大且不受控

 

输出始终为最大,无论是手动还是自动都不可调,可能原因:

 

1. 可能负载开路或未接负载

2. 调压器的晶闸管模块击穿损坏。晶闸管模块输出端的电阻一般大于500KΩ。

 

l 开始运行正常,一段时间后,输出始终为最大。无论是手动还是自动都不可调。关机后、再开机,又能正常运行。可能原因:

 

1. 环境温度过高。

2. 负载长期过流。

3. 负载瞬时过流造成晶闸管模块热击穿。

 

l 接假负载按最简接线调试

 

若故障部位不易判断,可采用假负载调试法,假负载一般为100~200W的灯泡。

 

1. 手动调节正常:初步判断调压器正常,怀疑负载有问题。需检查负载电源电压、保险丝和接触不良、断线、短路、绝缘下降、放电打火等问题。

2. 手动调节正常,自动不正常:若控制输入4~20mA电流不正常,需进一步检查仪表;否则,需检查P1电位器是否将电压限幅调得太低,R2、R3短路片是否接好。

3. 手动、自动调节都正常:判断调压器没有问题。

 


十四. 不同负载的控制策略

 

1. 变压器控制:a)变压器的设计容量不足,造成当电流增加到一定程度时变压器铁芯饱合,导致电流剧增、波形畸变、损坏器件。需重新设计变压器,或加负载最大电流限制功能。b)运行过程瞬间断电后又上电等,造成上电时的磁通极性与剩磁极性(固有剩磁和瞬间断电正在衰减的磁场)的“撞车”,产生危害性冲击电压、电流。所以电感负载尤其是变压器,应采用上电缓启动,逐步顺磁和缓关断逐步衰减磁场。c)变压器为感性负载,窄脉冲触发不可靠。脉宽可变直流触发技术,能提供负载电流到达晶闸管擎驻电流的足够时间,确保可靠触发。注:变压器负载不能空载调试、运行。

 

2. 纯金属类:硅钼、钼丝、钨、白金、石墨等负载冷态电阻小,低、中温段需限压和限流;随着温度增高,电阻按线性增大,在高温段反而需增加负载电压。PAC30A调压器的电流限制功能,是专门为这类负载设计的。此外,带有多组PID和调节输出限幅的仪表,也可控制负载电流。例如:日本Shimax(岛通)的MAC50、MAC3、MAC6A,MAP6等可设计低、中、高温区的调节输出限制。

 

3. 硅碳棒: 一般采用缓启动> 1分钟或更长和电流限制,避开在700℃附近负阻的冲击电流(新棒更明显)。

 

4. 恒阻(泛指冷热阻变化小的负载):控制策略较简单,可采用过零调功方式,克服调压方式功率因数低、污染电网的缺点。周期过零(占空比控制),一般采用大功率SSR实现。周波过零调功,负载电流以全正弦波为单位均匀分布,多台设备运行时,总动力电流相对均衡(避免了周期过零方式电流集中),改善炉温均匀性,避免了电流表撞针,重要的是:提高了电源利用率和避免电力设备增容,节电效果十分明显。PAC30A是调功调压一体化设计,既可调压也能调功(周期和周波过零两种方式),可满足不同的控制策略。

 

十五.调功、调压一体化功能

 

调压方式具有负载电流冲击小、适合变压器控制等特点,但不可避免产生电源污染和降低电网功率因数。过零调功方式避免了调压方式的不足,但无法限制电流,负载冲击电流较大。PAC30A的调功、调压功能提供了两者优点的结合,可根据负载情况方便地切换这两种工作方式。

 

内部拨码开关设置: SW1-1=ON 时,调压。SW1-1=OFF 时,调功。


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