专利名称：一种箱式电炉的加热控制方法
技术领域：
本发明涉及轴承零件淬火的工业箱式电炉的加热控制技术领域，尤其涉 及一种箱式电炉的加热控制方法。
背景技术：
现有的轴承零件淬火的工业箱式电炉的加热控制电路，主要包括主电路、 温度控制回路和电气操作回路三部分。其中，主电路部分采用传统式的交流 接触器，即电磁开关，来接通或断开箱式电炉与主电源的连接，此部分由于 使用机械触点连接电源至箱式电炉负载一一电加热器，缺点是机械接触容易 产生电火花，因此有相当大的机械磨损；温度控制回路部分采用传统式的大 圆图仪表，即位式控制仪表，来控制箱式电炉的炉温，此部分的缺点是温度 控制不可靠，内部的微动开关容易出现故障，经常出现触点粘连，造成电炉 超温；电气操作回路采用简单的电磁式中间继电器控制加热用的交流接触器， 此部分的缺点是电磁式中间继电器和电磁铁工作时间久了，容易出现触点工 作不可靠或触点粘连现象，电磁铁剩磁会导致所控制的交流接触器一直工作， 进而造成电炉超温，严重影响所加工的轴承零件淬火质量，甚至使所加工的 轴承零件变为废品。
发明内容
本发明的目的是提供一种箱式电炉的加热控制方法，可以连续控制和微 量调节箱式电炉负载加热功率，使负载电流的通断按正弦波均匀分布，电炉 温度调节更细腻，精度更高，实现了对电炉功率的连续调节。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下
一种箱式电炉的加热控制方法，用于轴承零件淬火的工业箱式电炉的加 热控制，包括如下步骤关闭箱式电炉的炉门，炉门安全装置6将三相交流 电源5接通至交流固态继电器3; PID (比例微积分调节)温度控制仪1通过 热电耦检测到工业箱式电炉4的炉温，根据轴承零件的加工工艺温度，设定 PID温度控制仪1的工作温度，使得PID温度控制仪1输出4~20mA的电流 信号；脉冲触发电路2接收4 20mA输入信号，产生周波过零式输出信号； 交流固态继电器3接收该周波过零式信号，并根据该周波过零式信号接通与 工业箱式电炉4的连接，进而使工业箱式电炉4与三相交流电源5接通；工业箱式电炉4得电，并开始加热至轴承零件的加工工艺温度。
上述的炉门安全装置6主要由电子结晶开关和小型接触器组成，电子结
晶开关安装在箱式电炉的炉门上，小型接触器连接在电子结晶开关和交流固
态继电器3之间。
本发明的有益效果如下
1) 应用SSR (交流固态继电器)工业级无触点大功率元件，克服了以前 因有触点电磁开关瞬间电流过大，频繁上下闸，机械磨损、触头粘连、电磁 铁剩磁，造成电炉加热器因热冲击，导致电热元件加速老化过早损坏的弊端 或缺陷；
2) 采取SSR与PID使得总动力负载电流相对均衡，可以连续控制和微 量调节负载加热功率，有利于提高电源的利用率，且消除了无功损耗，节电 35%，降低耗材90%;
3) 通过无触点开关的脉冲触发电路产生周波过零式输出信号，使负载电 流的通断按正弦波均匀分布，电炉温度调节更细腻，精度更高，实现了对电 炉功率的连续调节；
4) 通过电炉安全装置，电炉门开启或关闭后立刻自动切断或接通加热系 统前端电源，确保操作人员的安全。
图1是本发明的一种箱式电炉的加热控制方法的电路图。
图中1、 PID温度控制仪，2、脉冲触发电路，3、交流固态继电器，4、
工业箱式电阻炉，5、三相交流电源，6、炉门安全装置。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步详细地描述
如图1所示，本发明的一种箱式电炉的加热控制方法的电路主要由PID
温度控制仪l、脉冲触发电路2、交流固态继电器3、工业箱式电阻炉4、三 相交流电源5和炉门安全装置6组成。其中，PID温度控制仪1采用日本岛 电仪表公司生产的SR253型PID调节器；脉冲触发电路2采用ZAC型周波 控制器；交流固态继电器3采用SSR型交流固态继电器；三相交流电源5为 工频50赫兹、额定电压380伏的电源；炉门安全装置6主要由电子结晶开 关或电子机械纤维和小型接触器组成，电子结晶开关或电子机械纤维安装在 箱式电炉的炉门上，小型接触器连接在电子结晶开关或电子机械纤维和交流
固态继电器3之间。炉门安全装置6的功能是，当电炉门开启或关闭后，就 会立刻自动切断或接通整个加热电路系统的前端电源，即三相交流电源5， 能够确保操作人员的安全。
交流固态继电器3是一种四端有源器件，其中两端为输入控制端，另外 两端为输出受控端，中间采用光电隔离，以实现输入与输出之间的电气隔离 (浮空)。它的工作原理是，当输入端加上直流或脉冲信号，输出端便从关断 状态转变成导通状态，从而控制较大的交流负载。交流固态继电器的输入属 于电流型，最佳触发工作电流通常在12mA 25mA范围。交流固态继电器具 有体积小、重量轻、效率高、动作灵敏、使用方便等优点。因无触点所以不 存在触点磨损现象，寿命长。可任意调整负载所需电流和电压，负载功率可 以从0~100%连续无级调节，并使温度控制在无触点情况下进行，电炉输入 功率不受通断频率的限制，很容易实现输入功率的连续调节和炉温的连续控 制。
本发明的一种箱式电炉的加热控制电路的工作流程是首先，操作人员 关闭箱式电炉4的炉门，炉门安全装置6接通三相交流电源5，并将三相交 流电源5接通至交流固态继电器3;然后，PID (比例微积分调节)温度控制 仪1通过内部的热电耦检测到工业箱式电炉4的炉温，根据轴承零件的加工 工艺温度，设定PID温度控制仪1的工作温度，使得PID温度控制仪1输出 4 20mA的电流信号；脉冲触发电路2接收4 20mA输入信号，产生周波过 零式输出信号；交流固态继电器3接收该周波过零式信号，并根据该周波过 零式信号接通与工业箱式电炉4的连接，进而使工业箱式电炉4与三相交流 电源5接通；工业箱式电炉4因此得电，并开始加热工作，直至达到轴承零 件的加工工艺温度。
本发明的一种箱式电炉的加热控制方法采用了 SSR工业级无触点大功 率元件，而省掉了原有的电磁开关以及大磁力线圈，有效地节约了有功电能 和无功电能的损耗，可充分提高电能的利用率。
权利要求
1、一种箱式电炉的加热控制方法，用于轴承零件淬火的工业箱式电炉的加热控制，其特征在于，包括如下步骤关闭箱式电炉的炉门，炉门安全装置(6)将三相交流电源(5)接通至交流固态继电器(3)；PID温度控制仪(1)通过热电耦检测到工业箱式电炉(4)的炉温，根据轴承零件的加工工艺温度，设定PID温度控制仪(1)的工作温度，使得PID温度控制仪(1)输出4～20mA的电流信号；脉冲触发电路(2)接收4～20mA输入信号，产生周波过零式输出信号；交流固态继电器(3)接收该周波过零式信号，并根据该周波过零式信号接通与工业箱式电炉(4)的连接，进而使工业箱式电炉(4)与三相交流电源(5)接通；工业箱式电炉(4)得电，并开始加热至轴承零件的加工工艺温度。
2、 如权利要求1所述的一种箱式电炉的加热控制方法，其特征在于，所 述的炉门安全装置(6)主要由电子结晶开关和小型接触器组成，电子结晶开 关安装在箱式电炉的炉门上，小型接触器连接在电子结晶开关和交流固态继 电器(3)之间。
全文摘要
本发明一种箱式电炉的加热控制方法涉及轴承零件淬火的工业箱式电炉的加热控制技术领域，该方法包括如下步骤关闭箱式电炉炉门，炉门安全装置将三相交流电源接通至SSR交流固态继电器；PID温度控制仪检测工业箱式电炉的炉温，根据轴承零件加工工艺温度，设定PID温度控制仪的工作温度，使PID温度控制仪输出4～20mA电流信号；脉冲触发电路接收该电流信号，产生周波过零式输出信号给SSR，SSR根据该周波过零式信号接通与箱式电炉的连接，进而使箱式电炉与三相交流电源接通；箱式电炉得电并开始加热至轴承零件的加工工艺温度。本发明可以连续控制和微量调节箱式电炉负载加热功率，使负载电流的通断按正弦波均匀分布，电炉温度调节更细腻，精度更高。
文档编号C21D11/00GK101109041SQ200710012660
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月31日 优先权日2007年8月31日
发明者李书乾 申请人:瓦房店轴承集团有限责任公司