[实用新型]一种拼波节能窑炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种窑炉，是一种采用多级拼波电压技术的窑炉。

背景技术

现今电加热窑炉多采用可控硅作为大功率的调压控制器件，通常是通过数字控制电路来调整加热体的电压(功率)来实现炉体温度的控制。控制方式上，传统手段是移相调压，即通过调整可控硅导通角来切削正弦波，进而得到大小不同的电功能量。使用该方式的控温效果比较理想，容易实现相关的工艺曲线，但是，移相调压输出的电压波畸变严重，容易导致电网系统中存在大量谐波分量，不仅造成电网冲击，而且能耗较高。

发明内容

针对上述现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种拼波节能窑炉，采用多级拼波电压控制系统，可以达到抑制谐波分量、节省能耗的效果，最终实现净化电网、提高能源利用率的目的。

本实用新型所采用的技术方案：一种拼波节能窑炉，包括多级拼波电压控制系统，所述多级拼波电压控制系统包括由边缘捕捉单元、通信模块、第一外部接口和第二外部接口组成的主控制器，其中，所述边缘捕捉单元通过模拟调理电路与被控电路的主回路连接，所述通信模块与上层控制单元连接，所述第一外部接口与外部扩展存储器连接，所述第二外部接口通过可编程逻辑器件与触发电路连接，所述触发电路与被控电路中的双向可控硅连接，用于控制双向可控硅的导通角。

上述模拟调理电路包括信号变换电路和过零整相电路，该模拟调理电路通过传感器从被控电路的主回路提取电压信号，经过信号变换电路和过零整相电路后输入主控制器的边缘捕捉单元。

上述被控电路为多抽头变压器，其每一级抽头连接一双向可控硅。

本实用新型的显著特点在于：

(1)、所述的多级拼波电压控制系统比移相调压方式更能有效地抑制谐波分量，提高功率因素，改善系统效率，从而达到节能降耗的目的；

(2)、所述的多级拼波电压控制系统能够降低由移相调压而产生的电压畸变，从而减少对电网的冲击；

(3)、所述拼波节能窑炉能够降低企业的生产成本，有利提高市场竞争力，并且具有良好的经济前景。

附图说明

图1是本实用新型的多级拼波电压控制系统原理图；

图2是本实用新型的两级电压拼波电路原理图；

图3(a)是本实用新型的主控制程序流程图；

图3(b)是本实用新型的控制线程的流程图；

图3(c)是本实用新型的通信线程的流程图；

图4是本实用新型的两级电压拼波效果图；

图5是本实用新型应用于钟罩气氛炉上的温度曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型所述拼波节能窑炉，包括多级拼波电压控制系统，如图1所示，所述多级拼波电压控制系统包括由边缘捕捉单元、通信模块、第一外部接口和第二外部接口组成的主控制器(DSP芯片)，其中，所述边缘捕捉单元通过模拟调理电路与被控电路的主回路连接，所述通信模块与上层控制单元连接，所述第一外部接口与外部扩展存储器连接，所述第二外部接口通过可编程逻辑器件(CPLD)与触发电路连接，所述触发电路与被控电路中的双向可控硅连接，用于控制双向可控硅的导通角。所述模拟调理电路包括信号变换电路和过零整相电路，该模拟调理电路通过传感器从被控电路的主回路提取电压信号，经过信号变换电路和过零整相电路后输入主控制器的边缘捕捉单元。所述边缘捕捉单元通过捕获电压信号的上升沿和下降沿来获得相位信息。

如图2所示为两级电压拼波电路(被控电路)的原理图，所述多级拼波电压控制系统通过多抽头变压器，实现对380V交流电源变压得到多级电压输出，每级抽头连接一双向可控硅SCR1、SCR2；通过触发电路控制每一级可控硅的导通角实现每级抽头电压范围内的电压调节；而控制相邻两级可控硅的导通角，则可以实现两级电压间的调压调节；每个电压级内的电压控制和级间电压控制配合，实现全电压范围内的连续电压控制。图中，主回路提供两级电压U1和U2，SCR1和SCR2为两组双向可控硅，组内的两个可控硅分别控制电压正、负半周的导通。当U1＜U2时，在电压过零点导通可控硅SCR1，此时U1为负载R提供电压；在导通角∝处，再控制可控硅SCR2的导通，同时可控硅SCR1因承受反相电压而自动关断，转而由U2为负载R提供电压，这样一个周期内负载R上的拼波波形如图4所示。