電烤箱的自動溫度控制

在電阻爐中，在大多數情況下，使用最簡單的溫度控制類型 - 兩位控制，其中控制系統的執行元件 - 接觸器只有兩個終端位置：«on» 和 «off» .

在開啟狀態下，爐子的溫度升高，因為它的功率總是選擇有餘量，相應的穩態溫度明顯超過它的工作溫度。關閉時，烤箱的溫度呈指數下降。

對於控制器-爐系統中沒有動態延遲的理想情況，開關控制器的操作如圖 1 所示。圖 1，其中上部給出了爐溫隨時間的依賴性，下部給出了其功率的相應變化。

米。 1. 兩位溫度調節器的理想操作方案

當爐子升溫時，開始時它的功率是恆定的，等於標稱功率，所以當它達到值 Tbutt + Δt1 時，它的溫度將上升到點 1。此時，調節器動作，接觸器關閉爐子，功率降為零。結果，爐溫將開始沿曲線 1-2 下降，直到達到死區的下限。此時，爐子將再次打開，溫度將再次開始上升。

因此，根據兩點原理調節爐溫的過程包括在由控制器的死區確定的+Δt1、-Δt1 區間內圍繞設定值沿鋸齒曲線變化。

爐子的平均功率取決於其開啟和關閉狀態的時間間隔之比。隨著爐子的升溫和裝料，爐子升溫曲線會變得更陡峭，而爐子冷卻曲線會變得更平坦，因此循環週期比會降低，因此平均功率Pav也會降低。

通過兩位控制，烤箱的平均功率始終調整為保持恆溫所需的功率。現代恆溫器的死區可以做得很小，達到 0.1-0.2°C。但是，由於控制器-爐系統的動態延遲，爐溫的實際波動可能要大很多倍。

這種延遲的主要來源是熱電偶傳感器的慣性，特別是如果它配備兩個保護殼，陶瓷和金屬。這個延遲越大，加熱器的溫度波動越超過控制器的死區。此外，這些振蕩的幅度高度依賴於爐子的過剩功率。爐子的開關功率超過平均功率越多，這些波動就越大。

現代自動電位器的靈敏度非常高，可以滿足任何要求。反之，傳感器的慣性較大。因此，帶有保護蓋的瓷尖中的標準熱電偶具有約 20-60 秒的延遲。因此，在溫度波動不可接受的情況下，未受保護的開放式熱電偶用作傳感器。然而，這並不總是可能的，因為傳感器可能會受到機械損壞，以及設備中熱電偶的洩漏電流會導致它們發生故障。

如果不打開和關閉爐子，而是從一個功率級切換到另一個功率級，則可能會降低功率儲備，並且較高的功率級應僅略高於爐子消耗的功率，並且更低 - 不少於。在這種情況下，爐子的加熱和冷卻曲線將非常平坦，溫度幾乎不會超過設備的死區。

為了實現從一個功率級到另一個功率級的這種切換，需要能夠平滑地或逐步地調節爐子功率。這種監管可以通過以下方式進行：

1) 切換爐子加熱器，例如，從“三角形”到“星形”。這種非常粗暴的規定與違反溫度均勻性有關，並且僅用於家用電熱設備，

2）與可調有功或無功電阻的爐子串聯。這種方法與非常大的能量損失或裝置的功率因數降低有關，

3）通過調壓變壓器或自耦變壓器給爐子供電，爐子在不同電壓等級切換。此處，調節也是逐步且相對粗略的，因為電源電壓是調節的，爐子功率與該電壓的平方成正比。此外，還有額外的損耗（在變壓器中）和功率因數的降低，

4）用半導體器件進行相位控制。在這種情況下，熔爐由晶閘管供電，其開關角由控制系統改變。通過這種方式，可以使用連續控制方法 - 比例、積分、比例-積分，在很寬的範圍內平穩控制爐子功率，幾乎沒有額外的損失。根據這些方法，對於每個瞬間，爐子吸收的功率和爐子釋放的功率之間的對應關係必須被滿足。

在電烤箱的所有溫度控制方法中，最有效的方法是使用晶閘管調節器進行脈沖調節。

爐功率的脈衝控製過程如圖 1 所示。 2、晶閘管的工作頻率根據電阻爐的熱慣性來選擇。

米。 2.晶閘管脈衝溫控電阻爐

心率調節的方法主要有以下三種：

- 開關頻率下的脈衝控制 - ek = 2ev（其中 ek 是供電網絡電流的頻率）晶閘管點火時刻的變化稱為相位脈衝或相位（曲線 1），

— 可以通過增加開關頻率進行脈沖調節

— 開關頻率降低的脈沖調節（曲線 3）。

通過脈衝控制，可以在沒有額外損耗的情況下實現大範圍的平滑功率控制，確保符合消耗的爐子和來自網絡的電源。

米。 3、連續溫度調節器接線圖

電路的主要元件：BT——由6個晶閘管組成的晶閘管塊，在爐子的每相中並聯兩個，BUT——晶閘管控制塊，產生一個信號給晶閘管控制電極，PTC——熱控裝置，接收一個來自溫度傳感器的信號，在 NO 中處理和輸出差異，PE — 電位計元件，具有由 ED 通過機械傳動移動的滑塊，取決於 DT 信號，DT — 溫度傳感器（熱電偶），ISN — 穩定的直流電壓源， KL — 線性接觸器，VA1、VA2 — 用於保護電路免受短路影響的自動開關。