Выбор контроллеров мощности SCR

В этой статье мы дадим вам несколько полезных советов о том, на что обращать внимание при покупке или сборке собственного контроллера мощности SCR.

Независимо от того, собираете ли вы панели управления для собственного использования или производите сборку для платного клиента, контроль затрат всегда является серьезной проблемой. Время сборки и установки должно быть сведено к минимуму, чтобы уменьшить затраты труда. Конечно, стоимость корпусов, проводов и других деталей также необходимо контролировать, и всегда возникает вопрос, что делать и что покупать в сборе. Это особенно важные вопросы в конструкции панелей управления питанием SCR (кремниевого выпрямителя), используемых для резистивных и индукционных нагревателей в печах, сушилках, нагревательных камерах, экструдерах, термопластавтоматах и другом производственном оборудовании.

При выборе компонентов управления важно искать те, которые сокращают время сборки шкафов управления, обеспечивают гибкие варианты подключения и позволяют использовать меньшие размеры корпуса. Тщательный выбор контроллера мощности SCR, используемого в этих панелях, может значительно сократить время и затраты на оборудование, связанные со сборкой шкафа автоматики. Кроме того, правильный выбор контроллера мощности SCR может снизить затраты на техническое обслуживание, повысить рентабельность инвестиций и повысить удовлетворенность пользователей.

 

 

Некоторые из наиболее важных соображений при выборе управления мощностью SCR:

• Электрические характеристики;
• Предварительно собранные компоненты;
• Физический размер;
• Гибкие варианты проводки;
• Предохранители и соединения распределения питания;
• Стоимость замены предохранителя;
• Встроенная защита контроллера;
• Электрические соединения и связанные с ними вопросы обслуживания;
• Соответствие стандартам качества; 
• Варианты/возможности plug-and-play (такие как обнаружение SCR, ограничение тока, плавный пуск, регулировка нуля/усиления, регулировка сетевого напряжения, интерфейс цифровой связи и ретрансляция выходного сигнала привода).

Электрические характеристики

Контроллер мощности должен иметь технические характеристики, соответствующие сфере применения. Основные характеристики включают в себя:

• Входное напряжение переменного тока и количество фаз;
• Способ управления срабатыванием тиристора (вкл/выкл, пропорциональный и/или фазово-угловой);
• Максимальная нагрузка (амперы);
• Вход управления (0-10 В, 4-20 мА и т.д.); 
• Опции.

Предварительно собранные компоненты

Контроллеры мощности SCR бывают различных конфигураций и опций. Вы даже можете собрат его самостоятельно. Однако разработка и создание контроллера SCR может быть экономически неэффективным, поскольку готовые системы легко доступны в различных конфигурациях и вариантах. Как и в случае с любой системой, установка выполняется быстрее, если системные компоненты предварительно собраны со всеми опциями, необходимыми для вашей задачи. Обычно контроллер SCR включает в себя следующие компоненты:

• Плата срабатывания - управляет стробированием тиристоров;
• SCR - кремниевые управляемые выпрямители для переключения нагрузки;
• Шины - проводят питание от тиристоров к клеммам подключения нагрузки;
• Трансформатор тока - для измерения тока с целью обнаружения отказов частичной нагрузки и облегчения плавного пуска нагрузки;
• Предохранители I2T - быстродействующий предохранитель, защищающий тиристоры;
• Защита MOV - схема варистора на основе оксида металла, защищающая тиристоры от чрезмерного переходного напряжения;
• Радиатор - обычно ребристый алюминиевый профиль, на котором установлены SCR для отвода тепла от них;
• Вентилятор охлаждения - принудительное конвекционное охлаждение радиатора;
• Соединительные наконечники - клеммы подключения нагрузки и наконечник заземления; 
• Крепление - пластина или панель для монтажа сборки тиристоров в корпусе.

Физический размер

Регулятор мощности SCR является одним из самых крупных компонентов системы управления нагревом. Контроллер мощности с небольшой площадью основания снижает требования к размеру панели, экономя деньги, позволяя использовать корпус меньшего размера. Компактный контроллер мощности также увеличивает пространство для других компонентов и упрощает сборку, предоставляя установщику больше места для работы. С постоянным уменьшением количества полупроводников и других электронных компонентов вы можете найти 100-амперные однофазные контроллеры мощности SCR в упаковке размером менее 0,01 м3.

 

 

Гибкие варианты подключения

Серьезной проблемой при сборке панелей является прокладка силовой проводки переменного тока к контроллеру SCR и от него. Некоторые пользователи хотят, чтобы силовые провода входили в верхнюю часть контроллера, а выходили в нижнюю. Другие могут захотеть, чтобы сила входила и выходила с одной и той же стороны. Это зависит от того, как линии питания переменного тока входят в корпус панели управления. Поскольку многие контроллеры SCR имеют фиксированные силовые соединения и несколько вариантов их расположения, сборщик панели или установщик могут быть вынуждены сгибать проводники в развороте и прокладывать их внутри панели, чтобы соответствовать спецификациям входа и выхода. Для проводников с большой силой тока может потребоваться такой большой радиус изгиба, что потребуется корпус увеличенного размера. Помимо неиспользуемого пространства, эти способы подключения отнимают много времени, увеличивают стоимость компонентов и могут увеличить нагрев внутри корпуса шкафа управления. И хотя у нас есть эффективные решения для нагрева и охлаждения шкафов автоматики, все же следует производить сборку шкафа управления максимально эффективно изначально.

Решением является регулятор мощности SCR с конструкцией, позволяющей подключать питание в любом направлении без изгибов большого радиуса. Как правило, это означает контроллер с шинной конструкцией, который действует как интегрированный блок распределения питания, допускающий несколько подключений в любом направлении. Этот тип конструкции также устраняет необходимость в покупке и подключении отдельного распределительного блока, снижает затраты на строительство панели и снижает затраты на установку, позволяя монтажникам быстро и легко подключать питание непосредственно ко всем ветвям цепи.

Защита от прикосновения

Большинство контроллеров SCR представляют собой открытые системы, которые подвергают техников воздействию частей, потенциально находящихся под высоким напряжением. Обычной практикой является установка крышки из плексигласа на силовые компоненты для дополнительной защиты, но, конечно, это требует дополнительных трудозатрат и материалов. Некоторые поставщики предлагают контроллеры питания SCR в защищенной от прикосновения конструкции, что устраняет необходимость в плексигласе.

Соединения предохранителей и распределения питания

В некоторых случаях сборщик шкафа управления должен подключить контроллер SCR к блоку распределения питания перед установкой предохранителя. Этого шага можно избежать, если контроллер SCR разрешает подключение распределения питания подцепей прямо на выходных шинах. Прямая прокладка кабелей между выходами контроллера и блоками предохранителей снижает затраты как на проводку, так и на компоненты. Помните, что клеммные колодки подсхемы могут стоить довольно не дешево.

Кроме того, меньшее количество соединений высокой мощности означает, что будет меньше потенциальных горячих точек и точек отказа. Чем выше номинальная сила тока, тем важнее это становится. Нарушение изоляции из-за температуры, приводящее к короткому замыканию, может легко разрушить всю панель управления.

Стоимость замены предохранителя

Еще одним преимуществом выбора контроллера мощности SCR со встроенным блоком распределения питания является более легкое разделение выходных цепей на несколько ветвей. Такое расположение часто требуется в многоконтурной системе контроля температуры и может быть желательно во многих других случаях. Например, разделение цепей позволяет использовать плавкие предохранители с меньшей силой тока, которые являются менее дорогими и более доступными со склада дистрибьютора. Это снижает стоимость запасов и сокращает время простоя в чрезвычайных ситуациях. В течение всего срока службы панели такая экономия затрат может быть значительной. 

Встроенная защита контроллера

В дополнение к предохранителям, защищающим внешние силовые цепи и оборудование, пользователь обычно хочет защитить тиристоры контроллера, замена которых обходится дорого. Многие контроллеры питания включают в себя предохранители I2T и функцию отключения при перегреве. В случае тепловой перегрузки, как правило, предпочтительнее иметь заблаговременное предупреждение о предстоящем останове, чтобы можно было предпринять шаги, чтобы избежать потери незавершенного производства. Таким образом, схема защиты должна обеспечивать светодиодный или программный аварийный сигнал до того, как температура достигнет точки автоматического отключения. Некоторые контроллеры мощности имеют только термостатический выключатель, отключающий систему без предупреждения.

Другой формой защиты является функция, обнаруживающая короткое замыкание в SCR, что может помочь сократить расходы на поиск и устранение неисправностей и время простоя. Хотя эта функция желательна из соображений стоимости, ее можно не использовать для менее важных задач. Эта функция может быть опцией в виде дооснащаемой вставной платы. Это позволяет пользователю указывать только компоненты, необходимые для конкретного случая, но обновлять панель позже, если ее использование изменится.

Соединения питания

Чтобы уменьшить проблемы с техническим обслуживанием, не забывайте о соединениях кабеля питания. Поскольку конфигурации входов и выходов контроллера различаются в зависимости от производителя, производители обычно поставляют кабельные наконечники, соответствующие их конструкции. Вы можете найти конструкции, в которых используются алюминиевые наконечники, но их следует избегать с медными проводниками. Различная скорость теплового расширения двух металлов может привести к ослаблению разъемов с течением времени. Это особенно актуально для системы нагрева высокой мощности, в которой используется управление включением/выключением, и будет хуже для наконечников, которые имеют разъемное болтовое соединение с проводником. Наиболее безопасным и надежным медным проводником является гофрированный ствол, луженый медный наконечник. 

Кроме того, наконечник с двумя отверстиями обеспечивает наиболее надежное соединение с блоком распределения питания. Наконечник с одним отверстием с большей вероятностью будет вращаться во время установки или если он ослабнет при термическом или механическом воздействии. Это создает более высокий потенциал для коротких замыканий и тепловых проблем в близлежащих цепях. Наконечник с двумя отверстиями значительно уменьшает эту возможность и помогает минимизировать затраты на техническое обслуживание.

Регуляторы мощности SCR и терморегуляторы от компании Элемаг

На нашем сайте вы можете заказать различные типы контроллеров мощности и терморегуляторов для создания качественной системой управления. Также мы занимаемся сборкой шкафов управления нагревом и производим обогреватели ОША для защиты шкафов от конденсата и низких температур. Если у вас есть вопросы по выбору контроллера SCR, обращайтесь к нашим специалистам по телефону или по электронной почте, указанной в контактах.