一体化调压模块及在温度控制中的应用

摘要：为有效地使用三相交流一体化移相调压模块，可靠实现电能的变换。介绍了调压模块的结构特点、技术性能，并以此为调功器，设计一烘箱电加热温度控制系统。系统采用模糊规则进行PID调节的新型算法，基本消除了PID饱和积分现象，精确实现了电动机绕组浸漆后的烘干处理。实践表明，采用三相交流一体化移相调压模块可使电加热温控系统功率调节线路简单、性能稳定，并具有较高的可靠性，可广泛应用在工业自动化控制领域中。
关键词：调压模块；温度控制；烘箱；智能调节器

随着科学技术的发展，晶闸管在电气控制领域发挥着越来越大的作用，对电能特别是大的电功率进行有效处理和变换。但在电气控制应用中，通常采用的是分离器件构成的装置，电路复杂、体积大、安装调试不便且可靠性差。三相交流一体化移相调压模块(简称调压模块)的出现，改变了这一现状，使晶闸管的应用范围迅速扩大。它将晶闸管、移相触发电路、保护电路和电源集成在一个模块内，使用简单方便，并且可靠性较高。为了便于电气技术人员更好地使用调压模块，介绍了调压模块的性能、特点及使用方法，并将其应用在电机绕组烘箱温度控制中，使其所构成的控制系统设计简单，温度控制稳定，可有效地完成浸漆后电机绕组的烘干处理。

1 调压模块的性能及特点
1．1 调压模块的性能
三相交流一体化移相调压模块采用大规模集成电路设计，内部集三相移相触发电路、单向可控硅、RC阻容吸收回路及电源电路等于一体。可在自动或手动输入控制作用下，产生三相可改变导通角的强触发脉冲信号，再以此分别控制内部可控硅，实现三相负载电压从0 V到电网全电压的无级可调，从而调节输出给三相负载电功率。调压模块直接带动变压器等感性负载或电加热等阻性负载，可适用于小功率三相力矩电机的调速，及风机、水泵等的调速，也可应用于交流电机的缓启动。调压模块采用SMT工艺，DCB陶瓷基板，其体积小、外围接线少、性能稳定、使用方便、可靠性高。
1．2 调压模块的特点
特点如下：
1)全面支持4～20 mA、0～5 VDC、0～10 VDC、1～5VDC、0～10 mA等输入自动控制模式，也可用手动控制，输出电压从0 V到最大值线性可调，输入调节范围宽，输出调节精度高，三相对称性好，抗干扰能力强。上电无瞬间冲击输出。
2)Y型调压模块内置高性能开关电源，无须外接同步变压器，也无须外部输入直流电源；负载△形或Y形接法均可，Y形接法时负载中心点不必接入N线。
3)模块已内置可控硅保护电路，无须外接；有LED电源指示和输出调节量指示。
4)模块自动判别相序，电路的进线R、S、T无相序要求。Y型模块适用于三相四线制电路，交流380 V±10％，50 Hz频率。
5)各输入控制端与开关电源输入端之间以及与强电主回路之间为全隔离设计，绝缘介质耐压大于2 000 VAC。

2 调压模块的结构及使用方法
2．1 调压模块的结构
一体化三相调压模块结构如图1所示，1、3、5为模块进线端，2、4、6为模块出线端，分别连接电源和负载。左侧6个接线端为控制功能端，分别为4～20 mA信号输入端、0～10 V信号输入端、0～5 V信号输入端、0～10 mA信号输入端及手动控制输入端。当某控制端(如4～20 mA功能端)输入信号由小(4 mA)连续的变化到最大(20 mA)时，模块的输出线电压由0 V连续的变化到电网电压380 V。