电力调整器在红外加热烘箱电气控制系统中的应用专业电气工程及其自动化_开题报告

（一）电力调整器的研究现状

60年代以前，作为交流功率（或电压）调整器的，主要有接触器、接触调压器、感应调压器、移圈式调压器和饱和电抗器等设备。它们的共同点是采用以电磁原理为基础的铁芯与线圈结构。然而，晶闸管的出现，使60年代的交流控制器增添了崭新的品种—晶闸管交流电力控制调整器。无论在现代工业或者在日常生活之中，常常需要对来自电网的交流电压或功率进行调节，然后再传输到用电设备。目前针对交流电压调节的技术主要有两种：晶闸管可控硅SCR移相触发调节和利用电磁原理的变压器或电感的调节。而针对输出功率的调节则主要采用以过零触发的方式控制晶闸管可控硅SCR在设定周期中的导通周波数的多少来实现。

电力调整器采用电力电子技术、微处理器技术及现代控制理论技术设计的具有当今国际先进水平的新型调节器设备，具有电压、电流、输出功率、频率、散热器温度等实时显示功能，欠压、过流等保护功能，内部全数字化隔离技术，风机自控，通讯等功能；集成开环控制、恒流（I、I2反馈）、恒压（U、U2反馈）、恒功率（P反馈）、定周期周波控制、变周期周波控制、恒压+周波模式、恒流+周波模式以及恒功+周波模式等多种控制方式于一体，其具有效率高、无机械噪声和磨损、呼应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。

晶闸管交流电力控制调整器在自动控制系统中的作用，实际上相当于一个在信息处理控制中心与交流负载之间的接口，在系统中起到了承上启下、强弱电交接转换的作用。不难想象在这种先进的自动控制系统中，如果换用接触调压器、感应调压器或移圈调压器，由于这些产品电磁及机械结构的灵敏度差、惯性大，必然会使得整个系统的控制质量大为逊色。然而晶闸管交流电力控制调整器却为自动控制系统提供了高精度及高动态指标的可能。

所谓晶闸管交流电力控制调整器就是通过对晶闸管的控制，可把固定的交流电压转换成可调的交流电压。根据对晶闸管的不同触发控制，可分为以下三种情况：

1）移相触发控制。在电源电压的每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便的调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压器。

2）过零触发控制。这种电路是将负载与交流电源接通几个整周波，再断开几个整周波，通过改变接通周波数与断开周波数来调节负载所消耗的平均功率，这种电路称为交流调功器。有全周波连续式和全周波间隔式两种形式。

3）通—断控制。把晶闸管反并联后串入交流电路中，代替电路中的机械开关，起接通和断开电路的作用，这就是交流电力电子开关。

电力调整器与带0-5V、4-20mA的智能PID调节器或PLC配套使用；主要用于工业电炉的加热控制、大型风机水泵软启动节能运行控制。负载类型可以是三相阻性负载、三相感性负载及三相变压器负载；三相负载可以是中心接地负载、中心不接地负载、内三角形负载及外三角形负载。

晶闸管电力调整器广泛应用于以下领域：

如电炉工业：退火炉，烘干炉，淬火炉，烧结炉，坩埚炉，隧道炉，熔炉，箱式电炉，井式电炉，熔化电炉，滚动电炉，真空电炉，台车电炉，淬火电炉，时效电炉，罩式电炉，气氛电炉，烘箱　实验电炉，热处理，电阻炉，真空炉，网带炉，高温炉，窑炉，电炉等。

机械设备：包装机械，注塑机械，热缩机械，挤压机械，食品机械，回火设备，塑料加工，红外加热设备等。

玻璃工业：玻璃纤维，玻璃成型，玻璃融化，玻璃印制，浮法玻璃生产线，退火槽等。

汽车工业：喷涂烘干，热成型设备等。

节能照明：隧道照明，路灯照明，摄影照明，舞台灯光等设备。

化学工业：蒸馏蒸发，预热系统，管道加热，石油化工，温度补偿系统等。

（二）^范文背景

我所在的公司是一个专业生产汽车座椅总成的企业。汽车座椅外观为消费者购车验车时一大重要决定条件。其中，座椅面套可为驾驶员提供持久、美观和舒适的驾驶体验，座椅包覆直接影响客户购买以及使用汽车时对汽车的满意度。目前，常见座椅面套的材料主要有三种：织物材质，人造革/PU材质，真皮材质。饱满光整的真皮座椅表面能最大限度展现车辆内饰设计师的设计初衷效果，是工程师追求的目标，也是终端客户的现实需求。然而，多数真皮座椅在包覆过程中，面套会因为种种原因产生大量压痕及皱褶，极大影响车辆内饰品质，损坏品牌口碑，引起客户的抱怨。基于此种现状，在汽车座椅行业，红外加热烘箱是其主要生产设备之一，用于消除座椅面套表面皱褶及压痕，达到表面最大平整度，满足客户对座椅产品外观质量的要求。

红外加热烘箱这一设备作用的对象为汽车座椅面套，该过程的结果就是满足所需面套的充分受热，便于后续的装配工艺，减少员工操作强度，降低面套报废率，改善座椅外观质量。经过设计工程师的一系列数据分析，发现面套表面在被加热到85℃时压痕皱褶的消除效果最好，生产出的产品外观质量较好，而且生产工人的劳动强度低，能有效提高经济效益，是生产出合格质量的汽车座椅必不可少的设备之一。

（三）^范文综述

因红外加热烘箱设备在初始投入使用阶段，主电路控制系统采用的为通过交流接触器控制主电路关断来实现加热管工作或暂停，因交流接触器频繁吸合动作且负载电流很大，故交流接触器频繁损坏，为企业造成很多备件损失。后经维修团队研究，决定使用晶闸管电力调整器来控制整个加热管的关断，因电力调整器的优秀性能，很好的应用于红外加热烘箱这一类大功率负载的设备，为企业节约了不少备件成本，且消除因频繁更换交流接触器带来的维修作业时间的浪费。

二、^范文提纲

引言：红外加热烘箱设备对于座椅制造的重要性

一、红外加热烘箱设备介绍及其工作原理

（一）红外加热烘箱的组成及性能特点

（二）红外加热烘箱的电气控制及工作原理

二、电力调整器的应用发现

  （一）交流接触器控制劣势

  （二）电力调整器的发现与性能

  （三）电力调整器的工作原理

  （四）电力调整器的选型应用

三、电气控制系统的改进

（一）电气控制系统设计

（二）温控表及其他元件的选用

（三）改进后的电气控制系统工作原理

四、改进前后的比较

  （一）改进前后的优势对比

  （二）改进的收益及推广

五、结束语及致谢

三、参考文献

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