一种砂轮烧成隧道窑低电压三相对称负载温度控制系统的制作方法

本发明属于电气控制领域，具体涉及一种砂轮烧成隧道窑低电压三相对称负载温度控制系统。

背景技术

电热隧道窑是磨具生产最重要的热工工艺设备，具有快速、高效、烟尘少、易控制的特点，在磨料磨具行业中得到了广泛的应用和发展。目前，电热隧道窑大多采用三相四线制系统供电，现有控温系统大体分为两种，一种为三相负载分别独立控制，3个控温点，此系统在实际工作中电热元件不可能同时运行，由此造成三相电路负载不对称而产生零线电流，会影响供电系统的稳定及用电设备的安全；另外一种为三相负载对称，1个控温点，此系统控温范围不够，不能达到工艺要求。

技术实现要素：

针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供了一种砂轮烧成隧道窑低电压三相对称负载温度控制系统，通过三相降压变压器可将单相负载变为三相对称负载，使三相负载消耗的总功率与单相负载一致，并采用固态继电器调节电热元件的功率，进而调节温度，既消除了零线电流，又保证加热元件的功率不变。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种砂轮烧成隧道窑低电压三相对称负载温度控制系统，包括主电路和控制电路，所述主电路包括三相四线制供电输入电源、断路器qa0和若干并联设置的电加热单元，每个电加热单元均包括断路器、降压变压器、快速熔断器、固态继电器的输出端及电热元件，断路器的输入侧与qa0的输出侧对应相连，qa0的输入侧与三相四线制供电输入电源连接，断路器的输出侧与降压变压器的一次绕组星形连接，降压变压器的二次绕组经快速熔断器、固态继电器的输出端与电热元件星形连接，且降压变压器的二次绕组的公共点和电热元件的公共点均与三相四线制供电输入电源的n线相连；所述控制电路包括断路器qa4、智能控温仪表、热电偶和固态继电器输入端，智能控温仪表的端子2与三相四线制供电输入电源的n线相连，智能控温仪表的端子3与断路器qa4的一端相连，断路器qa4的另一端与断路器qa0的输出端相连，智能控温仪表的端子7与固态继电器输入端的正极相连，智能控温仪表的端子8与固态继电器输入端的负极相连，智能控温仪表的端子15与热电偶的正极相连，智能控温仪表的端子16与热电偶的负极相连。

所述电加热单元为三组，分别为电加热单元ⅰ、电加热单元ⅱ和电加热单元ⅲ；所述控制电路为三组，分别为控制电路ⅰ、控制电路ⅱ和控制电路ⅲ；控制电路ⅰ与电加热单元ⅰ配合；控制电路ⅱ与电加热单元ⅱ配合；控制电路ⅲ与电加热单元ⅲ配合。

所述电加热单元ⅰ，包括断路器qa1、降压变压器ta1、快速熔断器fa1、固态继电器kf1输出端及电热元件ra1；断路器qa1的输入侧与断路器qa0的输出侧连接，断路器qa1的输出侧与降压变压器ta1的一次绕组星形连接，降压变压器ta1的二次绕组经快速熔断器fa1、固态继电器kf1输出端与电热元件ra1星形连接，且降压变压器ta1的二次绕组的公共点和电热元件ra1的公共点均与三相四线制供电输入电源的n线相连；所述控制电路ⅰ包括断路器qa4、智能控温仪表xmt1、固态继电器kf1输入端和热电偶b1，智能控温仪表xmt1的端子2与三相四线制供电输入电源的n线相连，智能控温仪表xmt1的端子3与断路器qa4的一端相连，断路器qa4的另一端与断路器qa0的输出端相连，智能控温仪表xmt1的端子7与固态继电器kf1输入端的正极相连，智能控温仪表xmt1的端子8与固态继电器kf1输入端的负极相连，智能控温仪表xmt1的端子15与热电偶b1的正极相连，智能控温仪表xmt1的端子16与热电偶b1的负极相连。

所述电加热单元ⅱ，包括断路器qa2、降压变压器ta2、快速熔断器fa2、固态继电器kf2输出端及电热元件ra2；断路器qa2的输入侧与断路器qa0的输出侧连接，断路器qa2的输出侧与降压变压器ta2的一次绕组星形连接，降压变压器ta2的二次绕组经快速熔断器fa2、固态继电器kf2输出端与电热元件ra2星形连接，且降压变压器ta2的二次绕组的公共点和电热元件ra2的公共点均与三相四线制供电输入电源的n线相连；所述控制电路ⅱ包括断路器qa4、智能控温仪表xmt2、固态继电器kf2输入端和热电偶b2，智能控温仪表xmt2的端子2与三相四线制供电输入电源的n线相连，智能控温仪表xmt2的端子3与断路器qa4的一端相连，断路器qa4的另一端与断路器qa0的输出端相连，智能控温仪表xmt2的端子7与固态继电器kf2输入端的正极相连，智能控温仪表xmt2的端子8与固态继电器kf2输入端的负极相连，智能控温仪表xmt2的端子15与热电偶b2的正极相连，智能控温仪表xmt2的端子16与热电偶b2的负极相连。

所述电加热单元ⅲ，包括断路器qa3、降压变压器ta3、快速熔断器fa3、固态继电器kf3输出端及电热元件ra3；断路器qa3的输入侧与断路器qa0的输出侧连接，断路器qa3的输出侧与降压变压器ta3的一次绕组星形连接，降压变压器ta3的二次绕组经快速熔断器fa3、固态继电器kf3输出端与电热元件ra3星形连接，且降压变压器ta3的二次绕组的公共点和电热元件ra3的公共点均与三相四线制供电输入电源的n线相连；所述控制电路ⅲ包括断路器qa4、智能控温仪表xmt3、固态继电器kf3输入端和热电偶b3，智能控温仪表xmt3的端子2与三相四线制供电输入电源的n线相连，智能控温仪表xmt3的端子3与断路器qa4的一端相连，断路器qa4的另一端与断路器qa0的输出端相连，智能控温仪表xmt3的端子7与固态继电器kf3输入端的正极相连，智能控温仪表xmt3的端子8与固态继电器kf3输入端的负极相连，智能控温仪表xmt3的端子15与热电偶b3的正极相连，智能控温仪表xmt3的端子16与热电偶b3的负极相连。

在本发明每个电加热单元中，主电路都经一个降压变压器将负载变成三相对称负载，并采用3个控温点，解决了原控温系统有3个控温点因三相负载不对称而产生零线电流的问题或三相负载对称而控温点只有1个造成的控温范围不够的问题。控制电路中的智能控温仪表pid参数选定容易、调试方便、控温精确，使用方便，成本降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种砂轮烧成隧道窑低电压三相对称负载温度控制系统，包括主电路和控制电路，所述主电路包括三相四线制供电输入电源、断路器qa0和若干并联设置的电加热单元，每个电加热单元均包括断路器、降压变压器、快速熔断器、固态继电器的输出端及电热元件。每个加热单元中，断路器的输入侧与断路器qa0的输出侧对应相连，断路器qa0的输入侧与三相四线制供电输入电源连接，断路器的输出侧与降压变压器的一次绕组星形连接，降压变压器的二次绕组经快速熔断器、固态继电器的输出端与电热元件星形连接，且降压变压器的二次绕组的公共点和电热元件的公共点均与三相四线制供电输入电源的n线相连；所述控制电路包括断路器qa4、智能控温仪表、固态继电器输入端和热电偶，智能控温仪表的端子2与三相四线制供电输入电源的n线相连，智能控温仪表的端子3与断路器qa4的一端相连，断路器qa4的另一端与断路器qa0的输出端相连，智能控温仪表的端子7与固态继电器输入端的正极相连，智能控温仪表的端子8与固态继电器输入端的负极相连，智能控温仪表的端子15与热电偶的正极相连，智能控温仪表的端子16与热电偶的负极相连。

具体地，所述电加热单元为三组，分别为电加热单元ⅰ、电加热单元ⅱ和电加热单元ⅲ；所述控制电路为三组，分别为控制电路ⅰ、控制电路ⅱ和控制电路ⅲ；控制电路ⅰ与电加热单元ⅰ配合；控制电路ⅱ与电加热单元ⅱ配合；控制电路ⅲ与电加热单元ⅲ配合。

所述电加热单元ⅰ，包括断路器qa1、降压变压器ta1、快速熔断器fa1、固态继电器kf1输出端及电热元件ra1；断路器qa1的输入侧与断路器qa0的输出侧连接，断路器qa1的输出侧与降压变压器ta1的一次绕组星形连接，降压变压器ta1的二次绕组经快速熔断器fa1、固态继电器kf1输出端与电热元件ra1星形连接，且降压变压器ta1的二次绕组的公共点和电热元件ra1的公共点均与三相四线制供电输入电源的n线相连；所述控制电路ⅰ包括断路器qa4、智能控温仪表xmt1、固态继电器kf1输入端和热电偶b1，智能控温仪表xmt1的端子2与三相四线制供电输入电源的n线相连，智能控温仪表xmt1的端子3与断路器qa4的一端相连，断路器qa4的另一端与断路器qa0的输出端相连，智能控温仪表xmt1的端子7与固态继电器kf1输入端的正极相连，智能控温仪表xmt1的端子8与固态继电器kf1输入端的负极相连，智能控温仪表xmt1的端子15与热电偶b1的正极相连，智能控温仪表xmt1的端子16与热电偶b1的负极相连。

所述电加热单元ⅱ，包括断路器qa2、降压变压器ta2、快速熔断器fa2、固态继电器kf2输出端及电热元件ra2；断路器qa2的输入侧与断路器qa0的输出侧连接，断路器qa2的输出侧与降压变压器ta2的一次绕组星形连接，降压变压器ta2的二次绕组经快速熔断器fa2、固态继电器kf2输出端与电热元件ra2星形连接，且降压变压器ta2的二次绕组的公共点和电热元件ra2的公共点均与三相四线制供电输入电源的n线相连；所述控制电路ⅱ包括断路器qa4、智能控温仪表xmt2、固态继电器kf2输入端和热电偶b2，智能控温仪表xmt2的端子2与三相四线制供电输入电源的n线相连，智能控温仪表xmt2的端子3与断路器qa4的一端相连，断路器qa4的另一端与断路器qa0的输出端相连，智能控温仪表xmt2的端子7与固态继电器kf2输入端的正极相连，智能控温仪表xmt2的端子8与固态继电器kf2输入端的负极相连，智能控温仪表xmt2的端子15与热电偶b2的正极相连，智能控温仪表xmt2的端子16与热电偶b2的负极相连。

所述电加热单元ⅲ，包括断路器qa3、降压变压器ta3、快速熔断器fa3、固态继电器kf3输出端及电热元件ra3；断路器qa3的输入侧与断路器qa0的输出侧连接，断路器qa3的输出侧与降压变压器ta3的一次绕组星形连接，降压变压器ta3的二次绕组经快速熔断器fa3、固态继电器kf3输出端与电热元件ra3星形连接，且降压变压器ta3的二次绕组的公共点和电热元件ra3的公共点均与三相四线制供电输入电源的n线相连；所述控制电路ⅲ包括断路器qa4、智能控温仪表xmt3、固态继电器kf3输入端和热电偶b3，智能控温仪表xmt3的端子2与三相四线制供电输入电源的n线相连，智能控温仪表xmt3的端子3与断路器qa4的一端相连，断路器qa4的另一端与断路器qa0的输出端相连，智能控温仪表xmt3的端子7与固态继电器kf3输入端的正极相连，智能控温仪表xmt3的端子8与固态继电器kf3输入端的负极相连，智能控温仪表xmt3的端子15与热电偶b3的正极相连，智能控温仪表xmt3的端子16与热电偶b3的负极相连。

在本发明中，变压器ta1、ta2、ta3的一次侧的额定电压为380v，主电路经降压变压器将负载变成三相对称负载，二次侧的额定电压由负载硅钼棒电热元件ra1、ra2、ra3的功率和串联后的电压值来定。

并且由于智能控温仪表的端子7和端子8输出为电流信号，故此处相当于一个电流源，不运行情况下，电流源是不能开路的，故二者间有一个常闭开关，在仪器运行时这个开关会自动打开。

每个加热单元中，采用了三相对称负载，避免了加热过程中因负载不对称造成三相电路中零线电流过大的问题；并且采用3个控温点，可使窑内温度控制范围更广；采用智能温度控制仪表调节温度，代替了原来的调节器和触发器，使用方便，成本降低。

使用方法为：

根据生产工艺需要设定好智能温度控制仪表中程序后，接通电源，电加热单元即可执行加热程序运行，且在加热过程中固态继电器可精确调节温度。

电路具体工作过程如下：

顺序合上断路器qa0、qa1、qa2、qa3、qa4，三个电加热单元同时工作，每个电加热单元中的变压器一次侧电压为380v，二次侧电压为127v，因此每相电加热元件两端电压为v即73v，三相电加热元件的总功率与原单相220v的电加热元件的功率相同，即单相负载变为三相对称负载后，消耗功率不变。

当实际温度高于或低于设定值时，固态继电器将通过调节三相电加热元件通断比来控制控温点的温度，使实际温度与设定值相同。

上面所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。