इलेक्ट्रिक ओवन में स्वचालित तापमान नियंत्रण

विद्युत प्रतिरोध भट्टियों में, अधिकांश मामलों में, सबसे सरल प्रकार के तापमान नियंत्रण का उपयोग किया जाता है - दो-स्थिति नियंत्रण, जिसमें नियंत्रण प्रणाली के कार्यकारी तत्व - संपर्ककर्ता के पास केवल दो अंत स्थान होते हैं: «चालू» और «बंद» .

चालू स्थिति में, भट्ठी का तापमान बढ़ जाता है, क्योंकि इसकी शक्ति हमेशा एक मार्जिन के साथ चुनी जाती है, और इसी स्थिर-अवस्था का तापमान इसके ऑपरेटिंग तापमान से काफी अधिक होता है। बंद होने पर, ओवन का तापमान तेजी से घटता है।

आदर्श मामले के लिए जहां कंट्रोलर-फर्नेस सिस्टम में कोई डायनेमिक डिले नहीं है, ऑन-ऑफ कंट्रोलर का संचालन अंजीर में दिखाया गया है। 1, जिसमें समय पर भट्ठी के तापमान की निर्भरता ऊपरी भाग में दी गई है, और निचले हिस्से में इसकी शक्ति में संबंधित परिवर्तन।

चावल। 1. दो-स्थिति तापमान नियामक के संचालन की आदर्श योजना

जब भट्ठी गर्म हो जाती है, तो शुरुआत में इसकी शक्ति स्थिर और नाममात्र के बराबर होगी, इसलिए इसका तापमान बिंदु 1 तक बढ़ जाएगा जब यह मूल्य Tbutt + ∆t1 तक पहुंच जाएगा। इस बिंदु पर, नियामक काम करेगा, संपर्ककर्ता भट्ठी को बंद कर देगा और इसकी शक्ति शून्य हो जाएगी। नतीजतन, भट्ठी का तापमान वक्र 1-2 के साथ घटने लगेगा जब तक कि मृत क्षेत्र की निचली सीमा तक नहीं पहुंच जाती। इस बिंदु पर, भट्टी फिर से चालू हो जाएगी और इसका तापमान फिर से बढ़ना शुरू हो जाएगा।

इस प्रकार, दो पदों के सिद्धांत के अनुसार भट्ठी के तापमान को विनियमित करने की प्रक्रिया में नियंत्रक के मृत क्षेत्र द्वारा निर्धारित अंतराल + ∆t1, -∆t1 में सेट मान के चारों ओर एक आरा वक्र के साथ इसका परिवर्तन होता है।

भट्ठी की औसत शक्ति इसके चालू और बंद राज्य के समय अंतराल के अनुपात पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे भट्टी गर्म होती है और चार्ज होती है, भट्टी का ताप वक्र तेज होता जाएगा और भट्टी का ठंडा होने का वक्र सपाट होता जाएगा, इसलिए चक्र अवधि अनुपात कम हो जाएगा और इसलिए औसत शक्ति पाव भी गिर जाएगा।

दो-स्थिति नियंत्रण के साथ, निरंतर तापमान बनाए रखने के लिए आवश्यक शक्ति के लिए ओवन की औसत शक्ति को हर समय समायोजित किया जाता है। आधुनिक थर्मोस्टैट्स के मृत क्षेत्र को बहुत छोटा बनाया जा सकता है और 0.1-0.2 डिग्री सेल्सियस तक लाया जा सकता है। हालांकि, नियंत्रक-भट्टी प्रणाली में गतिशील देरी के कारण भट्ठी के तापमान में वास्तविक उतार-चढ़ाव कई गुना अधिक हो सकता है।

इस देरी का मुख्य स्रोत थर्मोकपल सेंसर की जड़ता है, खासकर अगर यह दो सुरक्षात्मक गोले, सिरेमिक और धातु से लैस हो।यह देरी जितनी अधिक होगी, हीटर के तापमान में उतार-चढ़ाव उतना ही नियंत्रक के डेडबैंड से अधिक होगा। इसके अलावा, इन दोलनों के आयाम भट्ठी की अतिरिक्त शक्ति पर अत्यधिक निर्भर हैं। भट्ठी की स्विचिंग शक्ति जितनी अधिक औसत शक्ति से अधिक होती है, ये उतार-चढ़ाव उतने ही अधिक होते हैं।

आधुनिक स्वचालित पोटेंशियोमीटर की संवेदनशीलता बहुत अधिक है और किसी भी आवश्यकता को पूरा कर सकती है। इसके विपरीत, सेंसर की जड़ता बड़ी होती है। इस प्रकार, एक सुरक्षात्मक आवरण के साथ एक चीनी मिट्टी के बरतन टिप में एक मानक थर्मोकपल में लगभग 20-60 एस की देरी होती है। इसलिए, ऐसे मामलों में जहां तापमान में उतार-चढ़ाव अस्वीकार्य है, असुरक्षित ओपन-एंडेड थर्मोकपल सेंसर के रूप में उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, सेंसर को संभावित यांत्रिक क्षति के साथ-साथ उपकरणों में थर्मोकपल के माध्यम से रिसाव धाराओं के कारण यह हमेशा संभव नहीं होता है, जिससे उनमें खराबी आ जाती है।

यदि भट्ठी को चालू और बंद नहीं किया जाता है, लेकिन एक शक्ति चरण से दूसरे में स्विच किया जाता है, तो बिजली आरक्षित में कमी हासिल करना संभव है, और उच्च स्तर भट्ठी द्वारा खपत की गई शक्ति से थोड़ा अधिक होना चाहिए, और निचला - बहुत कम नहीं। इस मामले में, भट्ठी का ताप और शीतलन वक्र बहुत सपाट होगा और तापमान शायद ही डिवाइस के मृत क्षेत्र से अधिक होगा।

इस तरह के स्विच को एक पावर स्टेज से दूसरे में करने के लिए, फर्नेस पावर को सुचारू रूप से या चरणों में समायोजित करने में सक्षम होना आवश्यक है। ऐसा विनियमन निम्नलिखित तरीकों से किया जा सकता है:

1) स्विचिंग फर्नेस हीटर, उदाहरण के लिए, «त्रिकोण» से «स्टार»।इस तरह का एक बहुत मोटा विनियमन तापमान एकरूपता के उल्लंघन से जुड़ा हुआ है और इसका उपयोग केवल घरेलू विद्युत ताप उपकरणों में किया जाता है,

2) समायोज्य सक्रिय या प्रतिक्रियाशील प्रतिरोध के साथ भट्ठी के साथ श्रृंखला कनेक्शन। यह विधि बहुत बड़ी ऊर्जा हानि या स्थापना के शक्ति कारक में कमी से जुड़ी है,

3) विभिन्न वोल्टेज स्तरों पर भट्टी स्विचिंग के साथ एक नियामक ट्रांसफार्मर या एक ऑटोट्रांसफॉर्मर के माध्यम से भट्ठी को शक्ति देना। यहां, विनियमन भी चरणबद्ध और अपेक्षाकृत मोटे हैं, क्योंकि आपूर्ति वोल्टेज विनियमित है, और भट्ठी की शक्ति इस वोल्टेज के वर्ग के समानुपाती होती है। इसके अलावा, अतिरिक्त नुकसान (ट्रांसफार्मर में) और पावर फैक्टर में कमी होती है,

4) अर्धचालक उपकरणों के साथ चरण नियंत्रण। इस मामले में, भट्ठी थायरिस्टर्स द्वारा संचालित होती है, जिसके स्विचिंग कोण को नियंत्रण प्रणाली द्वारा बदल दिया जाता है। इस तरह, निरंतर नियंत्रण विधियों - आनुपातिक, अभिन्न, आनुपातिक-अभिन्न का उपयोग करके, लगभग अतिरिक्त नुकसान के बिना, एक विस्तृत श्रृंखला पर भट्ठी की शक्ति का एक सहज नियंत्रण प्राप्त करना संभव है। इन विधियों के अनुसार, प्रत्येक क्षण के लिए, भट्टी द्वारा अवशोषित शक्ति और भट्टी में छोड़ी गई शक्ति के बीच पत्राचार को पूरा किया जाना चाहिए।

इलेक्ट्रिक ओवन में तापमान नियंत्रण के सभी तरीकों में सबसे प्रभावी थाइरिस्टर नियामकों के साथ नाड़ी विनियमन है।

भट्ठी की शक्ति की नाड़ी नियंत्रण प्रक्रिया अंजीर में दिखाई गई है। 2. विद्युत प्रतिरोध भट्ठी की थर्मल जड़ता के आधार पर थाइरिस्टर्स की ऑपरेटिंग आवृत्ति का चयन किया जाता है।

चावल। 2.थाइरिस्टर पल्स तापमान नियंत्रक विद्युत प्रतिरोध भट्टी

हृदय गति विनियमन के तीन मुख्य तरीके हैं:

- स्विचिंग फ़्रीक्वेंसी पर पल्स कंट्रोल - ek = 2ev (जहाँ ek सप्लाई नेटवर्क करंट की फ़्रीक्वेंसी है) थाइरिस्टर के इग्निशन के पल में बदलाव के साथ फेज़ पल्स या फ़ेज़ (वक्र 1) कहा जाता है,

- बढ़ी हुई स्विचिंग आवृत्ति के साथ नाड़ी विनियमन संभव है

- कम स्विचिंग आवृत्ति के साथ नाड़ी विनियमन (वक्र 3)।

नाड़ी नियंत्रण के माध्यम से, खपत भट्ठी और नेटवर्क से बिजली की आपूर्ति के अनुपालन को सुनिश्चित करने, अतिरिक्त नुकसान के बिना एक विस्तृत श्रृंखला पर एक चिकनी बिजली नियंत्रण प्राप्त करना संभव है।

चावल। 3. निरंतर तापमान नियामक का कनेक्शन आरेख

सर्किट के मुख्य तत्व: बीटी - थाइरिस्टर ब्लॉक जिसमें 6 थाइरिस्टर होते हैं, भट्ठी के प्रत्येक चरण में दो समानांतर में जुड़े होते हैं, लेकिन - थाइरिस्टर नियंत्रण ब्लॉक, थाइरिस्टर नियंत्रण इलेक्ट्रोड के लिए एक संकेत उत्पन्न करता है, पीटीसी - गर्मी नियंत्रण उपकरण, एक प्राप्त करता है तापमान संवेदक से संकेत, NO, PE - पोटेंशियोमीटर तत्व में एक विसंगति को संसाधित करता है और आउटपुट करता है, DT सिग्नल, DT - तापमान सेंसर (थर्मोकपल), ISN - स्थिर DC वोल्टेज स्रोत के आधार पर ED द्वारा मैकेनिकल ट्रांसमिशन के साथ एक स्लाइडर को स्थानांतरित किया जाता है। केएल - रैखिक संपर्ककर्ता, वीए 1, वीए 2 - सर्किट को शॉर्ट सर्किट से बचाने के लिए स्वचालित स्विच।