一种用于空气电阻炉的电加热控制电路制造技术

一种用于空气电阻炉的电加热控制电路，由电加热控制电路由四级加热控制电路、总开关和总控电路组成。所述的四级加热控制电路中，第一级加热控制电路用于控制空气电阻炉的空气预热段，所控制的电加热元件位于空气电阻炉的前端，靠近空气的入口；第四级加热控制电路所控制的电加热元件布置在靠近空气出口的位置；第二级加热控制电路和第三级加热控制电路所控制的电加热元件布置在第一级加热控制电路和第四级加热控制电路之间。外部交流电源通过所述的总开关接入，四级加热控制电路连接在总开关的下端；四级加热控制电路与总控制电路连接，由总控制电路发出驱动信号和温度设定信号，控制四级加热控制电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于空气电阻炉的加热控制电路。
技术介绍
目前，干洗机、电热水器、电烤箱及电热水炉等加热电器或设备通常采用电阻丝或硅碳棒进行电加热实现加热功能。空气电阻炉是利用电为能源输入加热环境空气以获得高温空气的电加热装置，可以作为科学实验和工业生产过程中的高温空气源。由于空气的传热性能较差，需要对电加热元件进行有效保护和实现精确控制。如何获得将电能高效安全的转化为空气的热能，设计合理的加热电路是关键。现有加热控制电路主要采用可控硅调压的方式来调整加热功率，主要缺点是可控硅在调整导通角时，对外部电源产生强烈的高频干扰，而且不能过零触发，功率输出不能从零开始，输出功率也非常小。空气电阻炉通常需要较大的电加热功率，可实现从零功率调节以满足对空气温度的调节，可控硅调压方式无法应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有的电加热装置对外部电源干扰较大的缺点，提出一种大功率加热控制电路，本专利技术可实现输出功率连续可调，调节过程对外部电源干扰小。本专利技术采用伺服电机与电动调压器联合使用进行电压调节，结合总控制电路里的运算放大器进行功率调整，总控制电路里的计算机发出的伺服电机驱动信号由运算放大器输出给伺服电机。伺服电机驱动电动调压器的输出电压可以从零开始调整，输出波形是完整的正弦波，且对整个电路没有高频干扰，可实现较大的输出功率。本专利技术技术方案如下本专利技术采用四级独立控制和调节的加热控制电路，可实现对空气电阻炉内四个加热区域输入电功率的连续调节。第一级加热控制电路用于控制空气电阻炉的空气预热段，所控制的加热电元件为电阻丝等使用温度低于60(rc的电加热电阻材料，空气在该加热段从室温被加热到预设温度，其特点是空气及电加热元件的工作温度低于600°c，但所需的电加热功率较大。 第二级、第三级和第四级加热控制电路采用相同的控制回路，其加热功率可以相同也可以不同，控制的加热元件是耐高温、抗氧化的硅碳棒等，空气和电加热元件的工作温度为 600 0C -1200。。。依照空气流动方向，第一级加热控制电路所控制的电加热元件位于空气电阻炉的前端，靠近空气的入口，流经第一级加热控制电路所控制的电加热元件后的空气依次流经第二级、第三级和第四级加热控制电路控制的电加热元件，第四级加热控制电路所控制的电加热元件靠近空气出口。四级加热控制电路实现四个加热区域输入电功率的独立调节， 可实现空气电阻炉出口空气温度的在较宽范围内进行调节，易于满足用户的多种温度需求。本专利技术的电加热控制电路由四级加热控制电路、总开关和总控电路组成。外部交流电源通过总开关接入，四级加热控制电路接在总开关的下端，当总开关闭合后四级加热控制电路接通外部交流电源。四级加热控制电路通过屏蔽电缆、数据线与总控制电路连接， 由总控制电路发出四级加热控制电路的伺服电机的驱动信号与温度设定信号。每级加热控制电路均包括开关、温度控制器、电动调压器、伺服电动机、电加热元件、电流保护继电器、 电流互感器，以及电流保护器。四个加热控制电路共用一个交流电源总开关和一个总控制电路。总控制电路是本专利技术的控制中枢，所有对四级加热控制电路的操控信号均由总控制电路发出。总控制电路与伺服电机通过数据线连接，总控制电路与温度控制器通过屏蔽电缆连接。每级加热控制电路中，视空气电阻炉所需加热功率的大小，其电动调压器可以为两相电动调压器或三相电动调压器。由于空气电阻炉通常需要较大加热功率，尤其第一级加热控制电路所控制的电加热元件为电阻丝，需要很大的电加热功率，所采用的电动调压器多为三相电动调压器。第二级、第三级和第四级加热控制电路所控制的电加热元件为硅碳棒，所采用的电动调压器可视所需功率选用三相调压器或两相调压器。所述的温度控制器从空气电阻炉内热电偶实时获取温度信号，温度信号经温度控制器内的转换器转换为电压信号，该电压信号与温度控制器内预设值进行比较，依据设定的控制逻辑发出是否调整电压的指令，实现温度反馈控制。当测得温度高于设定值时，温度控制器发出指令使得温度控制继电器断开，停止该区域内的加热。当测得温度下降到设定值时，温度控制器发出指令使得温度控制继电器闭合，开始对该区域内进行加热。温度控制器的使用，实现了空气电阻炉的安全加热，可有效保护电加热元件。本专利技术提供的电加热控制电路的输出功率是通过总控制电路里的计算机与运算放大器控制伺服电机驱动电动调压器来实现连续可调，功率调节范围大。通过总控制电路输入给温度控制器的温度设定信号与温度控制器接受的热电偶信号进行比较来控制温度的，可有效保护加热元件，抗干扰能力强，能够自动补偿电网电压波动过大时引起的输出功率不稳定，从而保持电源的输出功率在给定值保持不变。附图说明图I本专利技术电加热控制电路实施例I的原理图2本专利技术电加热控制电路实施例2的原理图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。本专利技术电加热控制电路由四级加热控制电路、总开关K和总控制电路组成。每级加热控制电路均由开关、电源指示灯、温度控制器、电动调压器、伺服电动机、电加热元件、 电流保护继电器、电流互感器，以及电流保护器等组成。图I所示为本专利技术电加热控制电路的实施例I。实施例I由四级加热控制电路、总开关K和总控制电路组成。每级加热控制电路均由开关、电源指示灯、温度控制器、电动调压器、伺服电动机、电加热元件、电流保护继电器、电流互感器，以及电流保护器等组成。外部三相电的火线Ar、Br、Cr与零线接在总开关K的上端，总开关K的下端接四级电加热控制电路的开关Kl，K2，K3和K4的上端，开关Kl，K2，K3和K4的下端分别接入第一级、第二级、第三级和第四级加热控制电路。第一级加热控制电路由开关K1、电源指示灯HLal、HLbU HLcl、过流保护继电器 KM11、三相电动调压器TY31、伺服电机Ml、温度控制继电器KM12、温度控制器Tl、三组电流互感器Lmal、LmbU Lmcl、电流保护器Wl，以及电阻丝Lai、LbULcl组成。开关Kl控制整路电源的通断，电源指示灯HLal、HLbU HLcl的一端分别与第一级加热控制电路的三根火线连接，电源指示灯HLal、HLbl、HLc的另一端均与零线连接。过流保护继电器KMll上端与开关Kl的下端串联，过流保护继电器KMll下端与电动调压器TY31的上端串联，电动调压器TY31的下端与零线相接。电动调压器TY31的中间抽头与温度控制继电器KM12的上端串联，温度控制继电器KM12的下端分别与电阻丝Lal、Lbl、Lcl的一端相连接，电阻丝LaU LbU Lcl的另一端连接在一起。伺服电动机Ml与三相电动调压器TY31通过联轴节连接。 三组电流互感器Lmal、Lmbl、Lmcl，每组电流互感器有两根线分别与电流保护器Wl连接，电流互感器Lmal、Lmbl、Lmcl分别套装在三根火线的外皮上，用来监测Ar、Br、Cr三相电流的电流。总控制电路与温度控制器Tl通过屏蔽电缆连接，总控制电路输入给温度控制器的温度设定信号，热电偶信号输入到温度控制器，两个信号进行比较来控制温度。电阻丝LaU LbULcl采用星形接法，一端接在一起，另一端通过KMl2分别接在三相电动调压器TY31的 Ar、Br、Cr三相的输出端。开关Kl为该电路是否通电的操控装置，开关Kl闭合实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于空气电阻炉的电加热控制电路，其特征在于，所述的电加热控制电路由电加热控制电路由四级加热控制电路、总开关和总控电路组成；所述的四级加热控制电路中，第一级加热控制电路用于控制空气电阻炉的空气预热段，所控制的电加热元件位于空气电阻炉的前端，靠近空气的入口；第四级加热控制电路所控制的电加热元件布置在靠近空气出口的位置；第二级加热控制电路和第三级加热控制电路所控制的电加热元件布置在第一级加热控制电路和第四级加热控制电路之间；外部交流电源通过所述的总开关接入，四级加热控制电路连接在总开关的下端；四级加热控制电路与总控制电路连接，由总控制电路发出驱动信号和温度设定信号，控制四级加热控制电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸿，王志峰，白凤武，王艳，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：