關鍵詞：AI溫度控制器、箱式電阻爐，可控硅SCR

一、概述

    箱式電阻爐適用于科研單位，產品質檢中心，工礦企業實驗室作產品或材料高溫條件下的性能實驗。爐殼采用優質鋼板折邊焊接制成，表明靜電噴涂工藝處理。工作室為耐火材料制成的爐膛。數顯控溫。
     它的外殼一般是用型鋼、鋼板焊接而成的，小型電爐由于需保持工作面的一定高度，一般均做成帶支架的，在箱型殼體下邊，有支持爐體的腿或支架。中型電爐因本身重量大及加入爐內的工件重量也大，所以一般均直接在底盤上焊接爐體及砌磚。大型電爐可以在特定的專用的地基上設計成無鋼性底盤的結構，而就地焊接砌磚，但這種電爐在安裝后不能吊運及移動。中小型電爐的爐門可用配重及手動裝置來開閉，下部一般均有砂封槽，有些爐門上邊也設有砂封槽，以保證良好的密封性，爐門關閉時，用壓緊裝置使爐門緊密的與門框接觸，減少漏氣。大型電爐可以用電動或氣動、液壓開閉爐門，電加熱元件一般可以在爐膛內左右側墻上及底面上布置，為了得到良好的熱場，最好在護頂上也布置電加熱元件，因為爐內工件一般堆放高度不會超過寬度，所以以上下兩個方面加熱比左右兩個方面加更為有效。
     大型及中型箱式電阻爐（馬弗爐）可以在護門上及后墻上適當的布置一些電加熱元件，以減少爐內的溫差，為了保證爐門口的熱損失能得到更好的平衡，可以在較大的箱型電爐上靠爐門口的爐膛長度1/3處作為一個控制區。通保護氣體的爐子應設有保證安全運行的必要裝置及良好曲密封性。

       電阻爐是利用電流使爐內電熱元件或加熱介質發熱，從而對工件或物料加熱的工業爐。電阻爐在機械工業中用于金屬鍛壓前加熱、金屬熱處理加熱、釬焊、粉末冶金燒結、玻璃陶瓷焙燒和退火、低熔點金屬熔化、砂型和油漆膜層的干燥等。
　　自從發現電流的熱效應(即楞茨-焦耳定律)以后，電熱法首先用于家用電器，后來又用于實驗室小電爐。隨著鎳鉻合金的發明，到20世紀20年代，電阻爐已在工業上得到廣泛應用。工業上用的電阻爐一般由電熱元件、砌體、金屬殼體、爐門、爐用機械和電氣控制系統等組成。加熱功率從不足一千瓦到數千千瓦。工作溫度在 650℃以下的為低溫爐；650～1000℃為中溫爐;1000℃以上為高溫爐。在高溫和中溫爐內主要以輻射方式加熱。在低溫爐內則以對流傳熱方式加熱，電熱元件裝在風道內，通過風機強迫爐內氣體循環流動，以加強對流傳熱。

    箱式電阻爐特點：

1、 數顯控溫。

2、爐殼采用優質鋼板折邊焊接制成，表明靜電噴涂工藝處理。

3、工作室為耐火材料制成的爐膛

二、可控硅SCR

    可控硅（SCR）國際通用名稱為Thyyistoy，中文簡稱晶閘管。它能在高電壓、大電流條件下工作，具有耐壓高、容量大、體積小等優點，它是大功率開關型半導體器件，廣泛應用在電力、電子線路中。

    可控硅（SCR）是可控硅整流器的簡稱。可控硅有單向、雙向、可關斷和光控幾種類型它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制方便等優點，被廣泛用于可控整流、調壓、逆變以及無觸點開關等各種自動控制和大功率的電能轉換的場合。

    單向可控硅單向可控硅是一種可控整流電子元件，能在外部控制信號作用下由關斷變為導通，但一旦導通，外部信號就無法使其關斷，只能靠去除負載或降低其兩端電壓使其關斷。單向可控硅是由三個PN結PNPN組成的四層三端半導體器件與具有一個PN結的二極管相比，單向可控硅正向導通受控制極電流控制；與具有兩個PN結的三極管相比，差別在于可控硅對控制極電流沒有放大作用。

    雙向可控硅 雙向可控硅具有兩個方向輪流導通、關斷的特性。雙向可控硅實質上是兩個反并聯的單向可控硅，是由NPNPN五層半導體形成四個PN結構成、有三個電極的半導體器件。由于主電極的構造是對稱的（都從N層引出），所以它的電極不像單向可控硅那樣分別叫陽極和陰極，而是把與控制極相近的叫做第一電極A1，另一個叫做第二電極A2。雙向可控硅的主要缺點是承受電壓上升率的能力較低。這是因為雙向可控硅在一個方向導通結束時，硅片在各層中的載流子還沒有回到截止狀態的位置，必須采取相應的保護措施。 雙向可控硅元件主要用于交流控制電路，如溫度控制、燈光控制、防爆交流開關以及直流電機調速和換向等電路。

三、箱式電阻爐中AI儀表的選型

      溫度測量與控制是熱電偶采集信號通過AI溫度調節器測量和輸出0～10ma或0～20ma控制觸發板控制可控硅導通角的大小，從而控制主回路加熱元件電流大小，使電阻爐保持在設定的溫度工作狀態。可控硅溫度控制器由主回路和控制回路組成。主回路是由可控硅，過電流保護快速熔斷器、過電壓保護rc和電阻爐的加熱元件等部分組成。

       控制回路是由直流信號電源、直流工作電源、電流反饋環節、同步信號環節、觸發脈沖產生器、溫度檢測器和AI溫度調節器等部分組成。選擇優良耐火材料如高級氧化鋁、耐火纖維和輕質磚做成的爐體是關鍵的一環，以硅鉬棒、硅碳棒等電加熱元件提供熱源的溫度控制設備采用可控硅溫度控制器，爐況穩定，爐溫控制效果在實時性和控制精度方面有顯著提高。而采用計算機和AIBUS總線控制后，一臺計算機可以同時控制多臺電阻爐，不但實現了程序自動控制，而且可以多點溫度顯示記錄貯存和報警等功能，系統使觸發電路等大部份部件互換，可以使傳統的設備得到升級。這樣設備管理工作實現自動化，對設備的維護和維修比較簡單。一般中低溫爐通常選用AI-708的儀表，有帶程序升溫的選AI-708P，高溫爐強烈建議選擇AI-808/808P的儀表，輸出模塊可選：

G 隔離型固態繼電器（SSR）驅動電壓輸出模塊（12V/30mA）

L2 繼電器觸點開關輸出模塊（適合報警控制輸出）

K1 “燒不壞”型單路可控硅過零觸發輸出模塊（100-220VAC范圍通用）

K3 “燒不壞”型三路可控硅過零觸發輸出模塊（100-380VAC范圍通用）

K5/K6 “燒不壞”型單路可控硅移相觸發輸出模塊（分別適用220VAC/380VAC）

AIJK3型三相移相觸發器（三相四線制，適合阻性負載，多種故障檢測及報警，軟起動及電流反饋輸入）

AIJK6型三相移相觸發器（三相三線制，適合阻性及感性負載，缺相檢測及報警，軟起動及電流反饋輸入）

X3 光電隔離的高精度線性電流輸出模塊（配合三相移相觸發器應用）

    S 光電隔離RS485通訊接口模塊（用儀表內部12V隔離電源）

      控制方式的選擇：是采用過零還是移相，是根據控制對象的溫度范圍所選擇的加熱元件來確定的。高溫爐可選AI-808PA（X3+AIJK3）L2

      對于低、中、箱式電阻爐純電阻絲溫度1000oC爐型可采用過零控制，缺點是電流波動比較大，特別是大功率的加熱元件；從保護延長電阻絲的壽命的目的出發可采用移相觸發控制，缺點是對電網的高頻干擾。

       對于高溫爐采用硅碳棒、硅鉬棒為發熱元件，使用溫度300～1700℃就一定要采用移相觸發控制。以硅碳棒為加熱元件的高溫電阻爐，其加熱元件的冷態與熱態時的電阻值相差較大，在長期使用中硅碳棒的電阻值將逐漸變大。

AI智能溫度調節器：

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