Системы автоматического регулирования теплового режима в электропечах сопротивления при термической обработке

Автоматическое регулирование теплового режима в печах при термической и химико-термической обработке необходимо для поддержания заданной температуры и равномерности нагрева садки

Тепловой режим в печах с электрическим обогревом контролируют и регулируют с помощью измерительных приборов и регуляторов (релейного, импульсного и непрерывного действия), причем регулирование осуществляют путем ступенчатого (позиционного) или плавного (непрерывного) изменения мощности, подаваемой в печь для нагрева.

Температуру в электропечах сопротивления регулируют большей частью наиболее простым методом ступенчатого (позиционного) изменения мощности, При этом мощность печи изменяют переключением нагревателей. Например, в трехфазных печах сопротивления при переключении соединения нагревателей с треугольника на звезду мощность печи снижается в 3 раза.

Для регулирования температуры в электропечах сопротивления наиболее широко используют релейные двух- и трехпозиционные регуляторы, реже – импульсные и непрерывного действия. При двухпозиционном регулировании в печь подается вся номинальная мощность (если температура в печи меньше заданной) и полностью отключается подача мощности, когда температура в печи превышает заданную.

При длительной работе печи с резко меняющимся потреблением мощности применяют трехпозиционное регулирование при котором в печь подается полная, частичная или нулевая мощность.

При этом во время разогрева печи регулирование осуществляют путем подачи полной или частичной мощности, а в период выдержки – частичной или нулевой мощности.

Качество регулирования можно повысить увеличением частоты переключения мощности, подаваемой в печь. Однако с увеличением частоты переключения мощности снижается срок службы контактной коммутирующей аппаратуры, управляемой терморегулятором. В связи с этим при позиционном и особенно непрерывном регулировании целесообразно применять бесконтактные блоки питания на магнитных или тиристорных усилителях, допускающих практически неограниченную частоту переключения.

При использовании бесконтактных блоков питания, работающих совместно с высокоточным регулятором температуры ВРТ-2 непрерывного действия, можно обеспечить регулирование температуры в печи с точностью до +0,5° С.

Система регулирования температуры в печи, использующая прибор ВРТ-2 состоит из измерительного блока И-102, представляющего собой усилитель с задатчиком, регулирующего блока Р-111, осуществляющего П-ПИ-ПИД — законы регулирования и тиристорного блока питания У-252, изменяющего через трансформатор Тр и нагреватель R подаваемую в печь мощность.

Основные технические данные прибора ВРТ-2 с усилителем У-252: диапазон регулирования температуры 0—1600° С; точность регулирования ±0,5° С; максимально допустимая сила тока, проходящего через тиристоры при напряжении питания 360/220 В и естественном охлаждении, 60 А.