一體化調(diào)壓模塊及在溫度控制中的應(yīng)用

摘要：為有效地使用三相交流一體化移相調(diào)壓模塊，可靠實現(xiàn)電能的變換。介紹了調(diào)壓模塊的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)性能，并以此為調(diào)功器，設(shè)計一烘箱電加熱溫度控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用模糊規(guī)則進行PID調(diào)節(jié)的新型算法，基本消除了PID飽和積分現(xiàn)象，精確實現(xiàn)了電動機繞組浸漆后的烘干處理。實踐表明，采用三相交流一體化移相調(diào)壓模塊可使電加熱溫控系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)線路簡單、性能穩(wěn)定，并具有較高的可靠性，可廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中。
關(guān)鍵詞：調(diào)壓模塊；溫度控制；烘箱；智能調(diào)節(jié)器

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，晶閘管在電氣控制領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用，對電能特別是大的電功率進行有效處理和變換。但在電氣控制應(yīng)用中，通常采用的是分離器件構(gòu)成的裝置，電路復(fù)雜、體積大、安裝調(diào)試不便且可靠性差。三相交流一體化移相調(diào)壓模塊(簡稱調(diào)壓模塊)的出現(xiàn)，改變了這一現(xiàn)狀，使晶閘管的應(yīng)用范圍迅速擴大。它將晶閘管、移相觸發(fā)電路、保護電路和電源集成在一個模塊內(nèi)，使用簡單方便，并且可靠性較高。為了便于電氣技術(shù)人員更好地使用調(diào)壓模塊，介紹了調(diào)壓模塊的性能、特點及使用方法，并將其應(yīng)用在電機繞組烘箱溫度控制中，使其所構(gòu)成的控制系統(tǒng)設(shè)計簡單，溫度控制穩(wěn)定，可有效地完成浸漆后電機繞組的烘干處理。

1 調(diào)壓模塊的性能及特點
1．1 調(diào)壓模塊的性能
三相交流一體化移相調(diào)壓模塊采用大規(guī)模集成電路設(shè)計，內(nèi)部集三相移相觸發(fā)電路、單向可控硅、RC阻容吸收回路及電源電路等于一體。可在自動或手動輸入控制作用下，產(chǎn)生三相可改變導(dǎo)通角的強觸發(fā)脈沖信號，再以此分別控制內(nèi)部可控硅，實現(xiàn)三相負載電壓從0 V到電網(wǎng)全電壓的無級可調(diào)，從而調(diào)節(jié)輸出給三相負載電功率。調(diào)壓模塊直接帶動變壓器等感性負載或電加熱等阻性負載，可適用于小功率三相力矩電機的調(diào)速，及風機、水泵等的調(diào)速，也可應(yīng)用于交流電機的緩啟動。調(diào)壓模塊采用SMT工藝，DCB陶瓷基板，其體積小、外圍接線少、性能穩(wěn)定、使用方便、可靠性高。
1．2 調(diào)壓模塊的特點
特點如下：
1)全面支持4～20 mA、0～5 VDC、0～10 VDC、1～5VDC、0～10 mA等輸入自動控制模式，也可用手動控制，輸出電壓從0 V到最大值線性可調(diào)，輸入調(diào)節(jié)范圍寬，輸出調(diào)節(jié)精度高，三相對稱性好，抗干擾能力強。上電無瞬間沖擊輸出。
2)Y型調(diào)壓模塊內(nèi)置高性能開關(guān)電源，無須外接同步變壓器，也無須外部輸入直流電源；負載△形或Y形接法均可，Y形接法時負載中心點不必接入N線。
3)模塊已內(nèi)置可控硅保護電路，無須外接；有LED電源指示和輸出調(diào)節(jié)量指示。
4)模塊自動判別相序，電路的進線R、S、T無相序要求。Y型模塊適用于三相四線制電路，交流380 V±10％，50 Hz頻率。
5)各輸入控制端與開關(guān)電源輸入端之間以及與強電主回路之間為全隔離設(shè)計，絕緣介質(zhì)耐壓大于2 000 VAC。

2 調(diào)壓模塊的結(jié)構(gòu)及使用方法
2．1 調(diào)壓模塊的結(jié)構(gòu)
一體化三相調(diào)壓模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，1、3、5為模塊進線端，2、4、6為模塊出線端，分別連接電源和負載。左側(cè)6個接線端為控制功能端，分別為4～20 mA信號輸入端、0～10 V信號輸入端、0～5 V信號輸入端、0～10 mA信號輸入端及手動控制輸入端。當某控制端(如4～20 mA功能端)輸入信號由小(4 mA)連續(xù)的變化到最大(20 mA)時，模塊的輸出線電壓由0 V連續(xù)的變化到電網(wǎng)電壓380 V。