高温炉限流装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高温炉限流装置，设在高温炉中的测温热电偶输出温度信号至控温仪表，控温仪表输出调节信号，调节信号通过执行机构控制设在高温炉中加热元件的加热电流，电流采样装置将加热元件的加热电流采样后送至单向ＰＩ调节器，当加热电流采样值小于设定电流值时，单向ＰＩ调节器不工作，调节信号电流全部输入执行机构，当加热电流采样值大于设定电流值时，单向ＰＩ调节器开始工作，调节信号部分输入执行机构，其余部分转为吸收信号被单向ＰＩ调节器旁路。该装置能使高温炉启动、预热乃至整个使用过程中，加热电流被自动限制在不超过设定值，具有结构简单，安装、使用方便的特点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电加热领域的自动控制，主要涉及一种限制高温电炉或高温 炉窑(以下简称"高温炉")加热电流的装置。技术背景目前工业、科研、检测及计量等领域使用的高温炉，使用温度大致分布在1200 。C 240(TC，适用于该温度范围的电热材料(元件)如铂(Pt)、鹆(W)、钽(T )、 硅钼棒(MoSi2)等，大多呈现低的电阻率和较大的正电阻温度系数，特别是冷态启 动时，电阻值很小，有些材料接近短路状态，随着温度的不断升高，电热元件电 阻才逐渐增大。为使高温炉正常启动、升温，保证加热电流不超过电热元件的额定电流，防 止其损坏，现有高温炉的控制部分通常配有调压装置，采用可控硅移相触发方式 工作(该类电炉不可使用调节占空比的周波过零触发方式)。冷态启动时，以手动 方式调节、限制施加在高温炉上的供电电压(从最小值逐渐往上调节)，直到高温 炉加热至一定温度(如80(TC)，电热元件电阻达到或接近正常工作范围后，再由 手动调节切换到由控温仪表自动调节。通常启动、预热过程由操作人员手动实现， 不够方便。
技术实现思路
为解决以上存在的问题，本技术提供了一种高温炉限流装置，它能使高 温炉启动、预热乃至整个使用过程中，加热电流被自动限制在不超过设定值(通 常是电炉的额定电流)，电热元件电阻值的变化、外加电压的变化(如电压档位从 20V档调至40V档)，均不会对加热电流有大的影响。本技术所采取的具体技术方案如下设在高温炉中的测温热电偶输出温度信号至控温仪表，控温仪表输出调节信 号，调节信号通过执行机构控制设在高温炉中加热元件的加热电流，电流采样装 置将加热元件的加热电流采样后送至单向PI调节器，当加热电流采样值小于设定 电流值时，单向PI调节器不工作，调节信号电流全部输入执行机构，当加热电流 采样值大于设定电流值时，单向PI调节器开始工作，调节信号部分输入执行机构， 其余部分转为吸收信号被单向P工调节器旁路。单向PI调节器由减法器、比例调节器、积分调节器、加法器和输出驱动电路 组成，工作电流与设定电流经减法器运算后输出偏差信号分别送至比例调节器和 积分调节器，比例调节器输出的比例信号和积分调节器输出的积分信号经加法器 运算后得到输出调节量，再经输出驱动电路输出。执行机构中设有受调节信号控制的调压装置，采用可控硅移相触发方式。必要时，执行机构和加热元件之间连接有降压变压器。本技术由电流采样装置采样加热电流后，通过单向PI调节器限制加热电 流不超过设定电流。单向PI调节器具有单向比例(P)和单向积分(I)调节的功 能，当加热电流采样值大于设定电流值时，单向PI调节器起到限制加热电流增加 的作用，当加热电流采样值小于设定电流值时，单向PI调节器不起作用，因此不 会影响温度仪表的正常调节功能。单向PI调节器的输出被设计成"无源"的，相 当于一个受控的电位器，其输出电阻值随PI调节运算结果而改变，从而改变旁路 电流的大小。该装置简化了高温炉的操作，提高了自动化程度和高温炉的安全指标，具有 结构简单，安装、使用方便的特点，既可作为新制造的高温电炉控制部分的一个 部件，也可为现有高温电炉实施技术改造，具有较高的推广价值。附图说明图1为本技术的原理框图； 图2为本技术单向PI调节器的电路图。具体实施方式以下结合附图对本技术进一步详细描述如图1和图2所示，安装在高温炉中的测温热电偶输出温度信号至控温仪表，控温仪表输出调节信号电流II为4 20rnA。单向PI调节器并联在4 20rnA调节 回路中，其输出被调整为0 16mA的吸收电流，若控温仪表调节输出信号为0 5V等电压信号，则可适当变换单向PI调节器的输出驱动方式，并将其串联在调 节回路中即可。电流采样装置可使用成品电流变送器，如输入交流0 100A电流，输出为0 5V直流信号；亦可利用电流互感器输出端感应的交流信号经放大、整流、滤波等 处理，转换成适合的直流信号。电流采样装置将加热元件的加热电流采样后送至 单向PI调节器。单向PI调节器是一个专门设计的比例、积分调节器，由减法器、比例调节 器、积分调节器、加法器和输出驱动电路构成，上述运算(包括驱动)功能均设 计为"单向"(非对称)工作方式。由单向PI调节器调整设定电流值，当加热电流处于从零到设定电流之间的动 态调节范围，属于温度控制仪表的调节、工作区域，由温度调节仪表根据温度偏 差情况，在该区域范围内予以及时的自动调节，单向PI调节器不起作用，不影响原有控制系统的正常工作，此时调节信号电流工l全部转为调节信号电流I3。当 由于各种原因(如负载电阻变化、电源电压电压变化、外部干扰等)使得控温仪 表输出增大，加热电流企图超过设定电流值时，单向PI调节器开始工作，高温炉 的的工作电il与设定的上限电流通过减法器进行减法运算后输出为工作电流与设 定电流的偏差，该偏差分别送比例调节器和积分调节器，经比例、积分运算后， 通过加法器的相加运算，得到输出调节量，再经输出驱动电路转换成适合的形式 (电流吸收型或电压衰减型)输出。此时调节信号电流II部分转为调节信号电流13，其余部分转为吸收信号电流12被单向PI调节器旁路。调节信号电流13输入到执行机构中的调压装置，通过调压装置控制可控硅移 相触发，输出调整后的电压到加热元件，从而调整加热元件的工作电流不超过设 定电流。对于设计最高输入电源电压低于工业供电(或市电)的高温炉，为了提高安 全指标，执行机构和加热元件之间可连接降压变压器，根据实际情况调整外加电压。权利要求1、一种高温炉限流装置，其特征在于，设在高温炉中的测温热电偶输出温度信号至控温仪表，控温仪表输出调节信号，调节信号通过执行机构控制设在高温炉中加热元件的加热电流，电流采样装置将加热元件的加热电流采样后送至单向PI调节器，当加热电流采样值小于设定电流值时，单向PI调节器不工作，调节信号电流全部输入执行机构，当加热电流采样值大于设定电流值时，单向PI调节器开始工作，调节信号部分输入执行机构，其余部分转为吸收信号被单向PI调节器旁路；单向PI调节器具有单向比例(P)和单向积分(I)调节的功能，它由减法器、比例调节器、积分调节器、加法器和输出驱动电路组成，工作电流与设定电流经减法器运算后输出偏差信号分别送至比例调节器和积分调节器，比例调节器输出的比例信号和积分调节器输出的积分信号经加法器运算后得到输出调节量，再经输出驱动电路输出；执行机构中设有受调节信号控制的调压装置，采用可控硅移相触发方式。2、 根据权利要求l所述的高温炉限流装置，其特征在于，执行机构和加 热元件之间连接有降压变压器。专利摘要本技术公开了一种高温炉限流装置，设在高温炉中的测温热电偶输出温度信号至控温仪表，控温仪表输出调节信号，调节信号通过执行机构控制设在高温炉中加热元件的加热电流，电流采样装置将加热元件的加热电流采样后送至单向PI调节器，当加热电流采样值小于设定电流值时，单向PI调节器不工作，调节信号电流全部输入执行机构，当加热电流采样值大于设定电流值时，单向PI调节器开始工作，调节信号部分输入执行机构，其余部分转为吸收信号被单向PI调节器旁路。该装置能使高温炉启动、预热乃至整个使用过程中，加热电流被自动限制在不超过设定值，具有结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温炉限流装置，其特征在于，设在高温炉中的测温热电偶输出温度信号至控温仪表，控温仪表输出调节信号，调节信号通过执行机构控制设在高温炉中加热元件的加热电流，电流采样装置将加热元件的加热电流采样后送至单向ＰＩ调节器，当加热电流采样值小于设定电流值时，单向ＰＩ调节器不工作，调节信号电流全部输入执行机构，当加热电流采样值大于设定电流值时，单向ＰＩ调节器开始工作，调节信号部分输入执行机构，其余部分转为吸收信号被单向ＰＩ调节器旁路；　　　　单向ＰＩ调节器具有单向比例（Ｐ）和单向积分（Ｉ）调节的功能，它由减法器、比例调节器、积分调节器、加法器和输出驱动电路组成，工作电流与设定电流经减法器运算后输出偏差信号分别送至比例调节器和积分调节器，比例调节器输出的比例信号和积分调节器输出的积分信号经加法器运算后得到输出调节量，再经输出驱动电路输出；　　　　执行机构中设有受调节信号控制的调压装置，采用可控硅移相触发方式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐震震，
申请(专利权)人：泰安磐然测控科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]