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恒温恒压控制系统研究与分析 恒温恒压控制系统研究与分析 摘 要：本文通过分析恒温恒压控制系统的工作原理指出了可能出现的异常和处理方法，整理出标准化的处理方法和改良措施，经过试验验证了这种恒温恒压控制系统的可靠性 1 概述 要分析恒温恒压单元的工作情况，必须要掌握其系统的性能原理，尤其是温度及压力控制系统的原理，现将其原理概述如下： 1.1 温度及压力控制系统原理概述 控制系统由周波控制器、可控整流混合性模块、温控仪、压力控制仪、过流保护电路组成的功率调节器和温度传感器、压力传感器、电热器、变频器、磁力鼓风机等组成其原理框图见附图1 在温度控制方式下，温度控仪根据恒温区温度传感器检测值和流程设定量输出PID信号在压力控制方式下，压力控制仪根据恒温区中的压力传感器检测值和流程设定量输出PID信号 周波控制器根据PID信号量，去控制触发脉冲的控制角和导通角PID输入信号越大，控制角越小，导通角越大例如：在温控方式下，恒温箱体的实际温度如果远离设定温度，PID输入20mA，温控仪及输出信号将最大，触发脉冲控制角最小，周波控制器接受信号后使晶闸管导通角最大，电热器以最大功率升温；如果箱体内温度接近设定温度，温控仪输出电流便减小至4mA，温控仪及输出信号将最小，触发脉冲控制角最大，晶闸管导通角最小，晶闸管几乎截至，电热器输出功率接近零；如果PID减小到12mA，周波控制器将使晶闸管在运行周期里导通50%，电热器输出功率为50%。

1.2 晶闸管功率调节器原理概述 快速熔断器Fu、可控整流混合性模块RCT、电流互感器TA等组成功率调节器的主电路零脉冲电路导通比电路、过电流截止电路，“与〞门电路和脉冲变压器组成控制电路，又称为周波控制器加热器负载RL、温度传感器BST及压力传感器PS同PID调节器通过外控开关S与功率调节器组成闭环控制系统，可自动控制恒温箱体温度到设定值 “与〞门电路接受三个输入信号首先是零脉冲电路发出的“零脉冲〞信号；其次是电路周期性输出的高电平连续可调的占空比信号；第三是过电流截止信号只要主电路没有出现过电流，电路就输出高电平，“与〞门和脉冲变压器均输出与电源电压过零点同步的、数目连续可调的触发脉冲使RCT相应导通所以功率调节器的输出功率可在零与全功率输出之间平滑调节 目前温度及压力控制系统中，出现的典型故障包括可控整流混合性模块性能因劣化而发生损坏；电热器使用寿命较短；功率调节器产生的高次谐波含量较多 2 功率调节器失控及可控整流混合性模块性能劣化分析 对原有可控整流混合性模块重新选型，加装阻容吸收电路进行过压保护，增加消除高次谐波的措施，抑制较高的du/dt，提供di/dt保护措施防止误触发。

2.1 依据以下计算公式，对原有晶闸管重新计算选型 反向重复峰值电压及断态峰值电压确定，经过计算参数确定为1600V 根据计算结果将原来通态额定平均电流为50A，反向重复峰值电压及断态峰值电压为1200V的可控整流混合性模块更换为通态额定平均电流为90A，反向重复峰值电压及断态峰值电压为1600V，门极触发电流IGT ≤ 200mA的新规格参数的可控整流混合性模块 2.2 为了消除功率调节器产生的高次谐波，可以采用隔离变压器；使用du/dt参数较高的晶闸管；在进线电源柜上分别并联加装三阶LC高通滤波器，与谐波源并联，主要起滤波作用，同时兼顾无功补偿，提高功率因素的需要 2.3 加装阻容吸收电路进行过压保护，增加消除高次谐波的措施，抑制较高的du/dt，同时对控制触发电路的电源线采用双绞屏蔽线，防止电源线直线导入干扰，防止晶闸管触发导通，发生控温失灵的现象 2.4 设立对晶闸管进行di/dt保护措施，进一步防止误触发导通的危险可在功率调节器主回路中串联电感，限制di/dt的增加；改善触发脉冲波形，可由控制电路产生足够的门极脉冲峰值功率来提供，要求触发脉冲有足够的宽度和幅值，前沿有一定的陡度，通过这样的措施抑制di/dt的增加。

3 结束语 通过对恒温恒压装置控制系统的分析，对系统进行了一些改良，消除了该系统的隐患，提高了工作效率，延长了该系统主要电气或自控仪表元件的使用寿命，降低了备品备件的损耗，提高了该系统的可靠性 参考文献 【1】 GB/T15292-1994.晶闸管测试方法[M]. 北京：机械工业部出版社.1995. 【2】 林欣.功率电子技术[M].北京：清华大学出版社，2021. 作者单位 中核兰州铀浓缩 甘肃省兰州市 730065 。