目前在电熔技术上控制方案有恒流、恒压、恒温、恒功率控制四种形式。最常用的是恒流控制系统。

3.3.1　恒流控制

　　玻璃的电阻是温度和成分的函数，料方确定之后，则玻璃的电阻与温度成一一对应的关系。而电阻又是电压和电流的函数所以恒定了电流，也就恒定了温度。并且恒流在可控硅交流调压装置中较易实现，且灵敏度高，稳定性好。

（1）用可控硅调压装置调节隔离变压器的初级电压，并运用电流反馈对玻璃液进行恒流控制。调压装置由主回路、触发装置、电流反馈三部分组成。

（2）恒流系统的温度调节原理：当调整到合适温度所对应的电流时，转换开关倒向“自动”位置后，恒流仪就自动根据电流反馈数值的信号，调整可控硅的输出电压值恒定电流以保证正常温度。当玻璃液的温度变化时，玻璃的导电率也随之变化。

如温度上升、导电率也上升，当电压未变时，电流有上升的趋势时，恒流仪就产生反馈信号，自动调低输出电压以保持电流不变，因电功率P=VI，式中如果V下降，I不变，则P下降，说明输出功率减少了，电加热的发热量也减少了。

　　反之如果温度下降时玻璃液的导电率也下降，电流有下降的趋势，结果使恒流仪控制可控硅输出的电压升高，以保持电流不变。由式中可看出，如果V上升，I不变，P也上升了，这说明输出电功率也上升，发热量增加，保持玻璃液温度恒定不变，这一过程是自动而又迅速的调整过程，在一定范围内起到自动恒温的作用。 

   （3）恒流控制由于结构简单、运行可靠、有恒温调节功能,所以得到普遍采用。该方案几乎成了玻璃电熔自动控制的主导方案。

    图3.3.1为国内普遍采用的控制方案。在该系统中普遍采用了HLK型恒流控制仪来控制钼电极之间的电流，使之保持恒定，具有温度调节功能。该方案控制反馈信号与母线隔离，较安全。它可以间接控制玻璃液在电熔中的正反馈失控现象。

(4)恒流控制通常是用在熔化部、上升道等处。采用恒流控制，若把有关参数调整好，电流控制精度可达1/100。熔化部采用恒流控制在加料前后电流不发生变化，采用恒流控制比调压器控制稳定性高。恒流控制不受加生料的影响。加速生料熔化提高熔化质量。

（5）HLK型恒流控制仪概述。

   (a)概述。HLK—5B型是在HLK—3型基础上改进的恒温恒流控制仪。该仪表全部采用双列直插式集成电路，电路结构紧凑，提高了可靠性，维修方便。

仪表具有宽脉冲触发，触发功率大，移相范围宽，动态响应快，控制精度高，是可控硅交流调压的理想设备。它具有接受0～5V、0～10mA、4～20mA等各种反馈信号的功能，配合适当的反馈可以稳定被控对象的负载电压或电流的有效值，也可以同温度调节仪表配用，构成自动恒温控制。该仪表还具有良好的软启动特性，允许中途停电后带负载直接启动，且带有过电压（过电流）保护之功能，防止烧坏电极等重要设备。该仪表广泛适用于玻璃电熔窑,作直接或间接温度控制。

　　(b)技术性能。额定工作条件：环境温度 -10℃～+40℃;相对湿度≤85%（在+25℃时）;电源电压：380V±10%，频率50Hz;使用场所：无腐蚀、易燃、易爆的气体，无剧烈振动的室内。

触发脉冲：脉冲宽度：100us～2ms（改变脉宽电容元件达到）;脉冲幅度：不小于6V。

稳压稳流精度：电流波动±15%时，输出小于±0.3%。

具有输出过压或过流（可调）保护功能。

主电路采用方式：两只3cT≤500A可控硅反并联。　　　

负载性质：电感时较小的负载，电流滞后角≤30°电角度。

可控硅触发方式：采用宽脉冲触发，****导通角≥150°电角度。

控制信号：恒流0～5V恒温0 -１０mA，或4～20mA（由用户订货时注明）。

　　整机功耗：小于10W。

　　(c)工作原理。

控制仪主要由检测电路、放大电路、触发电路、保护电路、电源等组成。见图3.3.2。                   

    检测电路主要是检测和控制可控硅输出电压（电流）有效值。它由测量桥路组成，光敏器件作为桥路的一臂，将非正弦电压（电流）有效值变换为等效电阻值，等效电阻的变化变成桥路直流信号。

    放大电路由两级运放组成，因运放具有高输入阻抗，几乎不消耗信号源能量，因此测量桥路可采用高阻值的桥臂，以便提高测量的灵敏度，且利用光敏器件后系统的动态响应快，使闭环系统较稳定。为了提高仪表的抗干扰能力，运算放大器的输入输出信号妥善滤波，消除工频干扰。

    触发电路是采用KC系列集成电路，经放大后的信号加到触发器的移相输入端，移相电压的变化，则使触发脉冲随之变化，主电路中两只反并联可控硅的导通角也作相应变化，这样达到可控硅输出电压的变化。当恒压（恒流）系统正常工作时，测量桥路的输出应接近平衡点，偏差表指示为零；若输出电压（电流）发生变化，桥路失去平衡，输出直流信号经两级运算放大器放大后，控制输出脉冲的相位，进而调节主回路输出电压（电流）并维持其稳定。仪表投入恒温运行时，温度调节仪输出信号0～10mA（4～20 mA）接A17-A14两接头输入，以运算放大器转换输出为2～8V信号，加到触发器控制端实现恒温控制。

　　（d）电路图见图3.3.1。

3.3.2　恒温控制

     恒温控制是一种理想的控制方式。控制的温度波动范围不大，特别适用于密封式连续加料的电加热的玻璃熔窑。见图3.3.3。

（1）采用P.I.D单回路调节系统即可实现温度自动调节。P.I.D调节器具有连续调节，不产生静差，调节精度高等优点。

　　温度自动调节过程如下：热电偶将玻璃液温度转换成毫伏信号，此信号一方面由仪表指示，另一方面由仪表本身转换成调节器的输入信号，调节器根据输入信号与控制温度的偏差大小实行比例—积分—微分规律的自动调节作用，结果输出一个0～10mA的直流信号，此信号与系统整定电压比较再与反馈信号叠加后送到放大整形电路，将信号放大整形，经触发电路转换成移相触发脉冲信号，控制主回路两只反并联可控硅的导通角，调节变压器的初级电压，从而控制加热电流。只要存在温度的偏差，调节器就不断有输出信号，控制加热电流，只有当温度的偏差为零（即控制在恒温点）调节器的输出稳定在某一点，系统处于动态平衡，这时温度即被控制在所需温度上。

测温仪表和调节器可选用XCT—191型温度指示调节仪，该仪表“测量”和“调节”功能组合一体，价格便宜，投资省，安装维修方便。

（2）测量玻璃熔窑的温度一般使用Pt-Pt10%Rh热电偶，它在温度高达约1500℃的条件下能很好工作。在此温度下，大约12μv的热电势相当于1℃，但这个热电势明显地决定于热电偶的老化程度。热电偶必须封装在保护陶瓷套管中，现在也有使用钼套管的，且套管要产生不希望有的温度传递滞后现象。由于测温敏感元件（如热电偶）不能放在靠近电极的最高温度点，还要发生更大的滞后。高温及玻璃液的流动会大大减少热电偶的工作寿命。因而维持窑温恒定的问题遇到了困难，特别是对于具有高反调角的玻璃更是如此。

（3）恒温控制方案及仪表组成都是成熟的。通常恒温都是采用单点测温的方案，该方案直接对温度进行控制，用浸入式热电偶作反馈元件，但需注意热电偶两端有较高电压，不允许白金护套接地，在调节器输入端应有隔交流元件。

3.3.3　恒电阻控制

用电极间等效电阻作为比较信号，因电阻是温度的函数，但应注意，如果使用微机作为调节器时，除了要求玻璃成分稳定外，还要引入液面信号作为补偿。在成分稳定的前提下，用一个除法器和比较器即可实现恒阻，即恒温控制。

   假设玻璃液的化学组成恒定，那么只要玻璃液的深度和电极的长度及直径保持不变，电极之间的电阻仅为温度的函数。给定了这些条件，控制加热电流的信号可借助测量电极间的电阻而得到。这种方法的优点是：对应于每一单位的温度变化输出电压相对较高，时间常数小及传递滞后小甚至可以忽略。一种连续测量电阻的比较法最好。

    恒定电阻控制是一种更好的控制方法，因为电阻反应比较灵敏，当热电偶上有1℃温度变化的信号，则电阻的变化可为其3倍。另外当玻璃组成有很小的变化时，其电阻也会有反应。例如，当Na2O有很小的变化时，将影响到玻璃液的粘度，并因此而影响到成形。如此小的玻璃组成的变化，电阻率能探测出并予以校正。用电阻校正玻璃组成比不用电阻校正玻璃组成的温度控制可能要好50%，通常成型部位也可用恒电阻控制。

电阻控制方案在上世纪70年代初的联邦德国、前苏联等国家已经研究并投入工业性使用。73年我国也开始此项研究工作。恒电阻，当然首先要测量电阻。图3.3.4 是用电动单元组合仪表构成的方案。需要说明的所谓恒电阻其实是恒玻璃液的电导。也就是讲，进行除法运算时是I2/U2而不是U2 /I2。因为温度上升时，玻璃的电导也上升。

3.3.4　调功器（周波控制器）

可控硅元件（可控硅）交流调功器又称周波控制器，是半导体功率控制器的一种，通过控制过零脉冲数来调节输出功率，是现今国际流行的新型无触点功率控制器。

（1）用途。①周波控制器可与温控仪表、双向可控硅元件（TRIAC）或反并联可控硅元件（SCR）组成先进的PID调节，自动、手动控温系统。②周波控制器内装控制器和触发器，可完成可控硅元件过零触发、手动控温、加热功率指示、过载保护等功能。③周波控制器主要用于电热设备的温度控制。

　　（2）特点。①定周期或变周期改变输出周波数，连续调节输出功率，精度高，温度波动小。②各型号周波控制器均可触发双向可控硅元件或反并联可控硅元件，对可控硅元件触发电流及电流、电压上升率无需挑选。③正弦波过零触发，可控硅元件输出完整的正弦波，其辐射干扰、传导干扰及负载电流的瞬态浪涌也最小。④触发电路在正弦波过零时发出一连串的脉冲列，触发小可控硅元件，小可控硅元件对大电流（5～3000A）可控硅元件强触发，快速开通，可控硅元件不易损坏。⑤可控硅元件运行时无噪音，寿命长，功率因素高（CoSφ=1），有利于节约电能。⑥脉冲变压器将触发电路与电网隔离。⑦三相电路各自单独同步，光电耦合器隔离电网。⑧对可控硅元件过载具有快速保护功能。⑨多种控制信号输入。⑩ 国际通用集成电路 。（11）技术先进，质量可靠，价格低廉，体积微小，国际IEC标准，符合中国国情的设计。（12）接线容易，无需调试。

3.3.5　可控硅调压移相控制器 (TG-Y1/3-A/B型)

    TG-Y1/3-A/B型可控硅调压移相控制器具有如下特点: ①TG-Y1/3-A/B型可控硅元件移相控制器（可控硅调压器），以控制可控硅（可控硅元件）导通角调节输出电压的方式工作，可与各种控制仪表及可控硅元件组成先进的PID调节（自动、手动）连续温控系统，广泛应用于变压器降压大电流电热设备的温度控制。②TG－Y1/3一A/B可与可控硅元件组成直流调压装置。③TG－Y1/3一A/B可与可控硅元件组成直流调压装置，用于磁性调压器控制。④TG－Y1/3一A/B具有可控硅元件移相触发、手动控制、自动控制、加热功率指示、过载保护等功能。⑤TG－Y1/3一A/B型用小可控硅元件强触发方式工作，可触发大电流双向可控硅元件及反并联可控硅元件。TG一Y1一B型用脉冲变压器双绕组输出脉冲列，可触发小电流可控硅元件。⑥可控硅元件移相触发时产生丰富的高次谐波，对电网及周围电器、仪表产生传导干扰及辐射干扰，在设计电路时应采取措施，减少高次谐波输出。

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