隨著科學技術(shù)的發(fā)展,，晶閘管在電氣控制領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用，對電能特別是大的電功率進行有效處理和變換,。但在電氣控制應(yīng)用中，通常采用的是分離器件構(gòu)成的裝置,，電路復雜,、體積大、安裝調(diào)試不便且可靠性差,。三相交流一體化移相調(diào)壓模塊(簡稱調(diào)壓模塊)的出現(xiàn),，改變了這一現(xiàn)狀，使晶閘管的應(yīng)用范圍迅速擴大,。它將晶閘管,、移相觸發(fā)電路、保護電路和電源集成在一個模塊內(nèi),，使用簡單方便,，并且可靠性較高。為了便于電氣技術(shù)人員更好地使用調(diào)壓模塊,，介紹了調(diào)壓模塊的性能,、特點及使用方法，并將其應(yīng)用在電機繞組烘箱溫度控制中,，使其所構(gòu)成的控制系統(tǒng)設(shè)計簡單,，溫度控制穩(wěn)定，可有效地完成浸漆后電機繞組的烘干處理,。

1 調(diào)壓模塊的性能及特點
1．1 調(diào)壓模塊的性能
    三相交流一體化移相調(diào)壓模塊采用大規(guī)模集成電路設(shè)計,，內(nèi)部集三相移相觸發(fā)電路、單向可控硅,、RC阻容吸收回路及電源電路等于一體,。可在自動或手動輸入控制作用下,，產(chǎn)生三相可改變導通角的強觸發(fā)脈沖信號,，再以此分別控制內(nèi)部可控硅,，實現(xiàn)三相負載電壓從0 V到電網(wǎng)全電壓的無級可調(diào)，從而調(diào)節(jié)輸出給三相負載電功率,。調(diào)壓模塊直接帶動變壓器等感性負載或電加熱等阻性負載,，可適用于小功率三相力矩電機的調(diào)速，及風機,、水泵等的調(diào)速,，也可應(yīng)用于交流電機的緩啟動。調(diào)壓模塊采用SMT工藝,，DCB陶瓷基板,，其體積小、外圍接線少,、性能穩(wěn)定,、使用方便、可靠性高,。
1．2 調(diào)壓模塊的特點
    特點如下：
    1)全面支持4～20 mA,、0～5 VDC、0～10 VDC,、1～5VDC,、0～10 mA等輸入自動控制模式，也可用手動控制,，輸出電壓從0 V到最大值線性可調(diào),，輸入調(diào)節(jié)范圍寬，輸出調(diào)節(jié)精度高,，三相對稱性好,，抗干擾能力強。上電無瞬間沖擊輸出,。
    2)Y型調(diào)壓模塊內(nèi)置高性能開關(guān)電源,，無須外接同步變壓器，也無須外部輸入直流電源,；負載△形或Y形接法均可,，Y形接法時負載中心點不必接入N線。
    3)模塊已內(nèi)置可控硅保護電路,，無須外接,；有LED電源指示和輸出調(diào)節(jié)量指示。
    4)模塊自動判別相序,，電路的進線R,、S、T無相序要求。Y型模塊適用于三相四線制電路,，交流380 V±10％,，50 Hz頻率。
    5)各輸入控制端與開關(guān)電源輸入端之間以及與強電主回路之間為全隔離設(shè)計,，絕緣介質(zhì)耐壓大于2 000 VAC,。

2 調(diào)壓模塊的結(jié)構(gòu)及使用方法
2．1 調(diào)壓模塊的結(jié)構(gòu)
    一體化三相調(diào)壓模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，1,、3,、5為模塊進線端，2,、4,、6為模塊出線端，分別連接電源和負載,。左側(cè)6個接線端為控制功能端,，分別為4～20 mA信號輸入端、0～10 V信號輸入端,、0～5 V信號輸入端,、0～10 mA信號輸入端及手動控制輸入端。當某控制端(如4～20 mA功能端)輸入信號由小(4 mA)連續(xù)的變化到最大(20 mA)時,，模塊的輸出線電壓由0 V連續(xù)的變化到電網(wǎng)電壓380 V。

2．2 調(diào)壓模塊的使用方法
    1)各功能端相對com端必須為正,，若com端為負極,，極性相反，則模塊主回路輸出端可能失控,。2)模塊各功能端的控制特性均為正極性,，即控制電壓越高，模塊強電主回路輸出電壓越高,。3)在某一時刻宜使用一種輸入控制方式,，若2種以上方式同時輸入使用，則輸入信號較強的一種起主要作用,。4)電源為上進下出,，三相交流電路的進線R、S,、T無相序要求,，導線粗細按實際使用電流選擇。5)N線僅為模塊內(nèi)部開關(guān)電源用,，用1平方細導線即可,，N線與各輸入控制端之間為全隔離絕緣設(shè)計。6)在使用過程中若發(fā)生過流現(xiàn)象，應(yīng)首先檢查負載有無短路等故障,?？稍谀K的進線R、S,、T端之前安裝快速熔斷器進行過流保護,，規(guī)格可按實際負載電流的1．5倍選配。7)模塊應(yīng)與散熱器配合使用,，在機柜中與其他器件之間有足夠的散熱空間,。必要時可安裝風扇強制散熱。

3 調(diào)壓模塊在電動機烘箱溫度控制中的應(yīng)用
    電動機繞組重繞后應(yīng)對其繞組進行絕緣浸漆過程,，這個過程重要的一個環(huán)節(jié)是要將繞組已經(jīng)浸透絕緣漆的電機定子放到浸漆烘干設(shè)備——烘箱中進行烘干處理,。這一過程分兩個階段，第一階段是溶劑揮發(fā)的物理過程,，為避免在絕緣表面形成漆膜溫度應(yīng)控制在80℃,，烘2～4h；第二階段是浸漆固化階段,，應(yīng)將溫度升至130℃再烘8～16 h,，以使浸漬漆固化。
3．1 烘箱溫度控制系統(tǒng)組成及工作原理
3．1．1 系統(tǒng)組成
    本系統(tǒng)采用人工智能調(diào)節(jié)器為主控制器,，與溫度傳感器,、溫度變送器、全隔離三相交流調(diào)壓模塊及電動機繞組烘箱組成AI溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),，如圖2所示,。電動機繞組烘箱為被控對象，通過其內(nèi)部安裝的電熱絲帶電發(fā)熱,，為其提供熱能,，使其溫度上升。溫度檢測儀表選用WRNEU-2 K型熱電偶溫度傳感器,，能將電阻爐中的溫度信號直接轉(zhuǎn)換成電信號,，其性能穩(wěn)定、準確可靠和維護方便,。SBWR為一體化溫度變送器,，與熱電偶配接在一起將其電信號放大并轉(zhuǎn)換成4～20mA的電流信號輸出給AI調(diào)節(jié)器?？刂破鬟x用AI-808P調(diào)節(jié)器,，它采用了先進的模塊化設(shè)計，通用性強,、技術(shù)成熟可靠,，具有模糊邏輯PID調(diào)節(jié)及參數(shù)自整定功能,。調(diào)壓模塊(SCR)是系統(tǒng)重要的執(zhí)行機構(gòu)，選用LSA-TH3P50Y型三相交流一體化移相調(diào)壓模塊,，它接受AI調(diào)節(jié)器輸出的控制信號,，以調(diào)節(jié)安裝在爐內(nèi)的電熱絲上的電功率，實現(xiàn)烘箱中的溫度調(diào)節(jié),。

3．1．2 烘箱溫度控制系統(tǒng)工作原理
    1)合上電源總開關(guān)QF(如圖2所示),，箱式電阻爐AI溫度控制系統(tǒng)帶電。根據(jù)工件熱處理工藝要求,，通過AI調(diào)節(jié)器面板上操作鍵設(shè)定溫度值,，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計特點和要求設(shè)定AI調(diào)節(jié)器的參數(shù)。按下A／M鍵使系統(tǒng)在自動狀態(tài)下工作,，儀表顯示屏將顯示自動狀態(tài)符及電阻爐中溫度的測量值,。2)系統(tǒng)起始工作，電阻爐中的溫度低,，熱電偶溫度傳感器轉(zhuǎn)換的電壓信號也很小,。此信號傳給AI調(diào)節(jié)器后，在其內(nèi)部與給定值進行比較,。在偏差值較大時,，AI調(diào)節(jié)器運用模糊算法進行調(diào)節(jié)，輸出一較大的控制信號給調(diào)功器(調(diào)壓模塊),。調(diào)功率器輸出較高電壓,，從而使電熱絲電功率變大，發(fā)出較大的熱能,，電阻爐的溫度開始快速上升,。3)隨著爐溫的上升，熱電偶變換過來的電壓信號增大,，使其與調(diào)節(jié)器內(nèi)的設(shè)定值比較,。偏差值較小時,，調(diào)節(jié)器采用PID算法進行調(diào)節(jié),，并能在調(diào)節(jié)中自動學習和記憶被控電阻爐的部分特征，使效果優(yōu)化,。隨著偏差值的減小,，AI調(diào)節(jié)器控制調(diào)功器輸出給電熱絲的電功率減小，溫度上升的速度逐漸變慢,。當電阻爐中的溫度等于設(shè)定的溫度時,，溫度變送器輸給AI調(diào)節(jié)器的電信號等于其內(nèi)部的給定，其偏差信號為零,，AI調(diào)節(jié)器輸給調(diào)功器的控制信號保持不變,。此時,，電阻爐內(nèi)電熱絲輸出的熱能等于其散發(fā)的熱能，暫時達到了一熱平衡,，溫度保持恒定,。4)如果由于各種干擾(如電網(wǎng)電壓波動)導致熱平衡被迫壞，溫度發(fā)生變化(不等于設(shè)定溫度),，必然出現(xiàn)偏差,。那么調(diào)節(jié)器將改變輸出信號，控制調(diào)功器輸出的電功率,，直到溫度等于設(shè)定的溫度值為止,。5)如果系統(tǒng)出現(xiàn)問題導致調(diào)功器失控，溫度超過了最高限位值,，則AI調(diào)節(jié)器中的AL1端輸出信號,，使報警器工作，提醒工作人員進行人工干預處理,。
3．2 烘箱溫度AI控制系統(tǒng)參數(shù)整定及程序設(shè)計
3．2．1 溫度控制系統(tǒng)AI調(diào)節(jié)器參數(shù)整定
    AI調(diào)節(jié)器采用模糊規(guī)則進行PID調(diào)節(jié),。這種人工智能算法一方面對PID算法加一改進，如在PID調(diào)節(jié)器中加入新的微分積分作用,；另一方面又采用模糊調(diào)節(jié)規(guī)則,，在誤差大時運用模糊算法進行調(diào)節(jié)，以徹底消除PID飽和積分現(xiàn)象,，當誤差小時,，采用改進后的PID算法進行調(diào)節(jié)。人工智能算法采用M5,、P,、t、Ctl等4個參數(shù),，而不再使用傳統(tǒng)的PID參數(shù),，一組(MPT)參數(shù)即可同時確定PID參數(shù)和模糊控制參量。
    系統(tǒng)第一次運行,，啟動自整定功能,，便能較快的獲得最佳MPT參數(shù)。自整定時,，儀表執(zhí)行位式調(diào)節(jié),，經(jīng)過2～3次振蕩后，儀表內(nèi)部微處理器根據(jù)位式控制產(chǎn)生的振蕩,，分析其周期,、幅值及波形來計算出M5、P,、t等控制參數(shù),。由于被控對象是保溫性能較好的烘箱,，在整定時，AI調(diào)節(jié)器的給定值應(yīng)設(shè)置在系統(tǒng)使用的最大值上,。AI調(diào)節(jié)器的參數(shù)Ctl及DF(回差)的設(shè)置對自整定過程也有影響,，一般選擇Ctl=0．2，DF=0．3,。
3．2．2 溫度控制系統(tǒng)AI調(diào)節(jié)器程序段編程設(shè)置
    電動機繞組烘箱溫度控制分兩個階段進行,，烘箱溫度控制曲線如圖3所示。故AI調(diào)節(jié)器需按一定的時間規(guī)律自動改變給定值進行調(diào)節(jié),。  AI調(diào)節(jié)器具有強大的編程及操作能力,，具備30段程序編排功能，可設(shè)置任意大小的給定升,、降斛率,；具有跳轉(zhuǎn)、運行,、暫停及停止等可編程命令,。程序編排統(tǒng)一采用溫度一時間一溫度格式，從當前段設(shè)置溫度,，經(jīng)過該段設(shè)置的時間到達下一溫度設(shè)置值,，溫度設(shè)置值的單位采用  ℃，而時間值的單位用分鐘,。這種方法的特點是升溫,、降溫韻斜率設(shè)置范圍非常寬；升溫及恒溫段具有統(tǒng)一的設(shè)置格式,，方便學習和應(yīng)用,。

    根據(jù)電機繞組浸透絕緣漆后烘干溫度變化曲線，對溫度控制系統(tǒng)中的AI調(diào)節(jié)器控制程序編排如下：
    第1段C01=20 t01=20,；
    (20℃起開始升溫,，升溫時間為20分鐘)
    第2段C02=80 t02=240；
    (升溫到80℃,，恒溫時間為240分鐘)
    第3段C03=80 t03=20,；
    (再從80℃升溫，升溫時間為20分鐘)
    第4段C04=130 t04=480,；
    (升溫到130℃,，恒溫時間為480分鐘)
    第5段 C05=130 t05=120,；
    (從130℃開始降溫,，降溫時間為240分鐘)
    第6段C06=40 t06=0；
    (降溫到40℃進入暫停狀態(tài))

4 結(jié)束語
    三相交流一體化移相調(diào)壓模塊是一使用簡單,、可靠性高的新型智能模塊,，它可直接帶動變壓器等感性負載或電加熱等阻性負載工作,。采用它實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)的溫度控制系統(tǒng)，可有效地實現(xiàn)浸漆后電機繞組的烘干處理,。系統(tǒng)外部接線簡單,、運行穩(wěn)定，維護和維修方便,。調(diào)壓模塊應(yīng)用時,，應(yīng)注意模塊內(nèi)可控硅在較小導通角下長時間輸出較大電流(即主電路輸入電壓很高，輸出電壓很低),，這可能導致模塊嚴重發(fā)熱,。故應(yīng)考慮負載與模塊匹配，使模塊在較大的導通角下工作,。