固態(tài)繼電器在爐溫控制系統(tǒng)改造中的應用

　　在工廠生產中用于工件烘干及熱處理的設備很多。如箱式電爐、紅外線加熱爐、熔化爐、干燥箱、井式回火爐、淬火爐、高溫鹽爐、中溫鹽爐和油爐等，其工作溫度在 0 ～ 1 200 ℃之間。此類設備有的外購，有的系公司自行設計生產，大多設備控制柜老化嚴重，使用時間近 20 年。此類設備均采用記錄儀直接控制接觸器通斷進行加熱，控制精度較低，一般在±5％之間，而且噪音大、耗能高。隨著公司制造能力及技術的發(fā)展，現在對工件表面處理要求越來越高，控溫要求也越來越高。在“十一五”期間公司投入部分資金進行系統(tǒng)改造。在改造過程中借鑒國外技術，新系統(tǒng)采用三表分離，測溫點采樣多，分布均勻，控溫精度高，一般在±2％以內。特別是采用固態(tài)繼電器以后，既降低了噪音又降低了空載損耗。

　　1 原爐溫控制系統(tǒng)基本情況及工作過程

　　原爐溫控制系統(tǒng)原理如圖 1 所示，系統(tǒng)采用記錄儀直接控制交流接觸器進行通斷加熱，交流接觸器動作頻繁、噪音大、觸點燒蝕嚴重，每隔一段時間就要更換。溫度采樣點少，爐內真實溫度反映不準確；控溫精度不高，溫度上下波動范圍大，記錄效果不好。

　　2 固態(tài)繼電器控制的爐溫系統(tǒng)

　　2.1 固態(tài)繼電器的分類

　　固態(tài)繼電器（亦稱固體繼電器，SolidStateRelay，簡稱 SSR）是用分離的電子元器件、集成電路（或芯片）及混合微電路技術結合發(fā)展起來的一種具有繼電特性的無觸點式電子開關。具有壽命長、可靠性高、開關速度快、電磁干擾小、無噪聲、無火花等特點。

　　按輸出負載電源，分為交流固態(tài)繼電器、直流固態(tài)繼電器和交直流固態(tài)繼電器。

　　交流固態(tài)繼電器按開關方式分有電壓過零導通型（簡稱過零型）和隨機導通型（簡稱隨機型）；按輸出開關元件分有雙向晶閘管輸出型（普通型）和單向晶閘管反并聯型（增強型）；按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式（自然冷卻，不必帶散熱器）和固定在金屬底板上的裝置式（靠散熱器冷卻）；另外輸入端又有寬范圍輸入（DC 3～32 V）的恒流源型和串電阻限流型等。

　　直流固態(tài)繼電器按輸入端分為光隔離型、高頻磁隔離型和變壓器耦合型；按輸出端分為大功率三極管型和功率場效應管型。

　　交直流固態(tài)繼電器分為光伏耦合器型和磁隔離型。

[$page]　　2.2固態(tài)繼電器的原理分析

　　如圖 2 所示，固態(tài)繼電器是用半導體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點開關器件，為四端有源器件，其中兩個輸入控制端，兩個輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸入端加上直流或脈沖信號到一定電流值后，輸出端 1，2 就能從斷態(tài)轉變成通態(tài)，1從而接通交流或直流電路[1] 。

　　固態(tài)繼電器就相當于一個無觸點的開關，如圖 3 所示，通過對輸入控制端信號的給定，對電源（交流或直流）的通斷進行控制。

　　在感性負載的場合，當 SSR由通態(tài)關斷時，由于電流、電壓的相位不一致，將產生一個很大的電壓上升率dμ/dt（換向dμ/dt）加在雙向晶閘管兩端，如此值超過雙向晶閘管的換向 dμ/d