硅碳棒不用调功器是否可以？ 点击：10907 | 回复：43
发表于：2004-06-10 10:02:00
楼主
我现在正在维修一台很古老（70、80年代）的美国AJC隧道炉，主电路用两只单向反并联可控硅控制，负载为硅碳棒；控制系统为美国HALMAR公司的可控硅调功器，型号为：PA1-4070AD，外加一台智能温控表组成控制系统。该调功器有负载电流检测回路，面板上有三个电位器可调 CURRENT LIMIT（25%~125%）、BIAS MAX~MAN MAX、GAIN（MIN~MAX） ，由于没有说明书，本人也没有使用过调功器，不知道如何调节“电流限制”、“偏置”和“增益”这三个电位器才能满足最佳的工作状态，电流（0~75A）根据什么调节，调到多少安培为好？敬请各位行家指点，谢谢！
另外，有一个温区缺少美国HALMAR公司的可控硅调功器，需要改造，我想利用在原来的两支单向反并联可控硅的基础上，不购买调功器，而购买一只厦门安东的控制输出为可控硅过零触发方式来直接控制反并联的可控硅，这样是否可行？有什么缺点？在炉膛尺寸的基础上，硅碳棒的阻值又如何选购？敬请各位行家指点，谢谢！
发表于：2004-06-10 12:09:00
2楼
过零触发绝对不能使用，这里必须使用移相触发控制！
你说的在（0～75A）调节应该是传统的分档手动调节变压移相控制来调节低电压大电流输出。
首先要说明硅碳棒是感性负载，在室温状态电阻基本接近零阻，如果你采用过零触发，启动时将爆机，设备肯定.......
对感性负载尤其在启动时必须降压低载触发，如果纯移相触发不经过变压器一般手动启动、限制控制输出大小，防止过载也是可行的，在负载（硅碳棒）温升阻值足够后再转为自动，这样时比较稳妥，现场大部分都是这样做的。
而使用移相调功器就不用这样复杂了，可以全程自动，你使用的那种美国调功器是80年代初产品，现在早没了，恢复没有意义，现在都是单片机控制移相触发产品，启动是自动缓启动、对三相缺相、三相不平衡自动判断处理，保证设备稳定运行！
发表于：2004-06-10 15:10:00
5楼
看来你对电加热负载的一些情况不太了解！
一般电加热的加热负载工程中分阻性、感性及容性几类，从理论上讲没有绝对阻性的负载，只是我们在工程中将不同温度情况下电阻特性相对稳定的统称为阻性加热负载，如电阻丝、电阻带、辐射管等，而硅碳棒、硅钼棒等加热负载其阻值随温度的变化会发生改变，其特性曲线接近感性特征，所以工程中称其为感性加热元件。
过零触发是由电压周波零位触发并输出电压控制，只是我们在一个控制周期中触发的整波数目不同，这样在一个周期达到时间比例的不同来控制负载功率大小，所以其输出电压始终在380V或220V；而移相触发是对一个波形的相位进行控制，输出的一般不是一个完整波形，对三相移相触发而言还要保证三相触发的同步，所以还增加有锁相控制，以保证三相同步触发，这时输出电压一般低于380V或220V，除非是触发角为0位才是满幅输出380V或220V。
对你说的硅碳棒在室温下如果用过零触发，在其阻值接近零阻而你加上380V或220V会出现什么情况，我想不用我再重复了吧！！！所以真的、假的你自己去琢磨！
你原来使用的美国产品我接触、研究过，是传统的模拟移相触发器件，面板上的电位器一个是输出电流限幅电位器、一个是零位调整电位器、最后一个是满幅调整电位器，设备中还应该有三相锁相调整，在其模拟电路中会对过流、缺相进行相应控制，过流时停止对功率器件触发，保证不会出现反击烧毁变压器。
我98年就在东风公司专门给他们的发生气炉进行改造，其原来炉子使用的就是美国的模拟移相调功器控制变压器输出带动硅钼棒负载加热，一般温度在1040度，我专门给他们开发了单片机控制智能移相调功器，现在已经做成STG系列产品，给他们供货使用！
至于接法，可选方式不少，一般温控仪的输出要看你的功率器件触发方式选择........我做的调功器直接接收4～20mA信号的，你直接触发就选你要求的触发方式的仪表了，怎么触发.......要收费了！^_^说了好多了，呵呵！
发表于：2004-06-15 16:39:00
13楼
‘负载其阻值随温度的变化会发生改变，其特性曲线接近感性特征，所以工程中称其为感性加热元件。’
‘硅碳棒、硅钼棒的选择，我专门找过生产厂家，他们提供了其温度物理曲线，我没有直接照他们的曲线去做过完整实验，不过我想应该没错，在室温下阻值只有0.03欧姆左右，有多种材料的，对其具体材料我不是太了解，不同的有所差别，都在这附近，而达到1000多度后阻值能达100多欧姆，！’
我的看法：
‘负载其阻值随温度的变化发生改变’，这种情况不属于感性特征。
在下面的讨论中，需要明确两个概念：一、电阻温度系数--阻值随温度变化的特性；二、元件性质——元件对外电路呈现的特性。
关于一、电阻温度系数--电阻率（单位阻值）随温度变化的特性：
作为加热系统及其控制电路的组织者，我们希望电路的状态是稳定的。实际上除了电网电压的变化外，每次加热-降温过程我们都会遇到电阻温度系数的问题。平常我们所用电热元件的电阻率随温度变化的曲线——电阻温度系数许多是单一性的，即正阻特性或者负阻特性，如电阻丝（电炉丝）属于正阻特性，它的阻值随温度升高而基本成比例变大，我们平常也可以认为‘电路比较规律’。而且通常他们的电阻温度系数都不大。
而硅碳棒、硅钼棒电阻特性比较特殊：1. 在低温段是正阻性的，而在高温段是负阻性的，它的阻值-温度曲线近似馒头状。类似特性还有一些非金属材料如石墨等。2. 电阻温度系数特别大，如上所述：‘在室温下阻值只有0.03欧姆左右，而达到1000多度后阻值能达100多欧姆’，变化的确非常大。同一支元件，如果是在更高温度下，还可能阻值会变小呢！在电压、电流的检测中可以看见这种现象。
关于二 、元件性质--元件对外电路呈现的特性：
事实上没有纯电感元件或者纯电容、纯电阻元件，从元器件的特性中我们可以知道，所有元件实际上是三种形式的组合，形成一个电路。如果一个元器件（电路）对外呈现阻抗其中感抗的成分比较大一些，我们称它为感性元件；如果容抗的成分大一些，我们则称他为容性元件；如果他的阻性属性充分的大，其则被归为阻性元件。这样可以大大简化问题和便于分析问题。感性、容性、阻性元件的最大区别在于其在不同频率下的阻抗特性，有：XL = 2 πf L 、Xc = 1 / 2πf C 等，在这里比较明显的是频率的影响。电热型加热电路一般都工作在 50 Hz 频率下，可以认为频率是固定的，对外呈现的电路性质应该不发生变化。
因此‘该器件的生产厂家都把它们称为感性特征元件’是没有道理的，我归结出现这个说法是因为硅碳棒、硅钼棒生产门槛比较低、生产厂家技术力量有限，或者没有认真分析电路状态、或者对这种现象没有找到合适的表达方式。此提法不足为范。
诸君以为如何？
至于‘能不能采用过零方式’这个问题，稍后我再续。。。。
发表于：2004-06-16 08:49:00
14楼
对于电路的接法，我描述一下。
原来的接法是这样的，上下温区的控制仪表输出都有正负两根线，把下温区的负线与上温区的正线接在一起，再连接到电位器的中间抽头；下温区的正线与上温区的负线接电位器（2K）的两端；这样，再引出下温区的正线（接电位器一端）和负线（接电位器中间抽头）控制下温区，上温区的正线（接电位器另一端）和负线（接电位器中间抽头）控制下温区。有人改造后，把原来的美国Barber-Colman仪表换成了日本岛电SR73仪表，去掉电位器，保持下温区的负线与上温区的正线接在一起，再分别控制这两个温区。
请问这有什么作用，多谢指点！！！
发表于：2004-06-21 12:30:00
15楼
原来对温度系数没有太留意，看了周公所写我去查了下资料，和我原来了解出入比较大：硅碳棒的物理性质
通常状态下，硅碳棒具有稳定的物理性能，主要参数有
项目 数值
比重 2.6 g/cm3
气孔率 <30%
抗折强度 >400Kg/cm2
硬度 >9莫氏
弹性 5000Kg/mm2
随着温度的变化，硅碳棒的线膨胀系数、热传导率和比热等参数随着作相应变化，相关数值如下表
温度（℃） 线膨胀系数（10-6m/℃） 热传导率(千卡/米小时度) 比热（卡/克℃）
0 / / 0.148
300 3.8 / /
400 / / 0.255
600 4.3 14-18 /
800 / / 0.294
900 4.5 / /
1100 / 12-16 /
1200 4.8 / 0.325
1300 / 10-14 /
1500 5.2 / /
1600 / / 0.355
硅碳棒的电气性质
1. 硅碳棒属于碳化硅半导体材料结构，不同于金属，其电阻值受温度的影响变化比较大。通常在室温条件下，电阻值是比较高的，随着温度升高，硅碳棒的电阻系数呈负值，即温度升高电阻值降低，温度继续升高，一般在800℃左右时，电阻系数开始变为正值，即温度再升高电阻值呈增大趋势。一般的，行业内以1050±50°C时的电阻为标示电阻。
2. .硅碳棒表面负荷等于额定功率除以发热部表面积。表面负荷大小与棒的使用寿命长短关系很大，因此，在通电加热时要严格控制在允许负荷范围之内，切忌超负荷使用。
而我在东风汽车使用的硅钼棒特性：
1.电气性质
硅钼棒元件的电阻率随着温度升高而快速增高（见下图）在正常情况下，元件电阻一般不随使用时间的长短而变化，所以新旧元件可以混合使用。
2.表面负荷
根据炉子的结构、气氛和温度正确的选择元件的表面负荷是元件达到最高寿命的关键，下图示出发热元件辐射在不受阻碍情况下炉温、元件温度与表面负荷的关系，阴影部分为常用的表面负荷-----温度范围。
3.一般操作：
小型炉子(功率 < 100KW) 大型炉子(Power 100-500KW)
炉温(℃) 电压（v） 炉温(℃) 电压（v）
20-150 1/3工作电压 20-300 1/3 工作电压
150-500 2/3 工作电压 300-700 2/3 工作电压
500-工作温度 全工作电压 700-工作温度 全工作电压
因此硅碳和硅钼不同加热材料有些相同但还是有差别，我进一步了解一下再......
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