深圳市森奇自动化设备有限公司

        正如表１所示，循环控制可和相位控制互有短长，因此，在从相位控制转换到循环控制时，有几点事项必须予以注意。接下来，本文将以卤素加热器为例，对这些注意事项进行介绍。下面列举两点作为注意事项的说明：

① 控制开始时有浪涌电流流入。
② 以低操作量进行控制时加热器Off的时间比相位控制时长。

①所列举的浪涌电流的问题，容易发生在卤素加热器之类电阻值受温度影响很大的加热器上。就这一问题，我们通过附加软启动功能来尝试抑制浪涌电流。在“6.用G3ZA型电力调整器控制卤素加热器”中我们还对抑制效果进行了验证实验。
另外，关于②所列举的低操作量时的加热器Off时间的影响，我们也进行了验证，确认了影响的程度。

４．何谓卤素加热器

   所谓卤素加热器，就是利用卤素灯放射出的光作为热源的加热器。这种加热器通常使用电力调整器进行控制。这么做的理由之一是卤素加热器的内部电阻会发生变化。卤素加热器中使用了钨，钨的电阻率在室温下非常小，在高温下则变得很大，受温度变化的影响很大。比如后面讲到的实验中所使用的卤素加热器，相对于12A的额定电流，流入的电流相差达到约13倍的电流为约160A，不同的温度下流经加热器的电流相差达到约13倍。

５．关于G3ZA型电力调整器

     G3ZA型是一种可以选择以下3种控制方式的电力调整器。具备RS-485通信功能，可以连接EJ1型（多点温度调节器）以及PLC等上级位机型。

①　循环控制
② 软启动循环控制
③　三相循环控制

６．用G3ZA型电力调整器控制卤素加热器

   为了使各种加热器都能够方便放心地使用G3ZA型电力调整器，敝公司开发了“软启动循环控制”。 这里，我们使用卤素加热器这一具有代表性的特种加热器，进行实际的软启动循环控制下的实验，对以下3点进行了验证。下面对实验结果进行说明：

① 控制开始时的浪涌电流的抑制效果
② 低操作量时的Off时间对温度产生的影响
③ 循环控制的功率因数改善效果

6-1实验条件

   　图１所示为实验的系统结构。上级位机(向G3ZA发出输出指令) 机型采用EJ1型3)，使用RS-485通信从EJ1型向G3ZA型发送操作量，以控制输出操作量，可以通过串行传输操作量信号省去布线。SSR采用带过零触发功能的SSR（G3PA型）。（此处省略G3PX型的系统结构图。）

6-2实验方法

   分别以相同的操作量对卤素加热器（2.4KW）进行相位控制和循环控制，测量电流波形、温度波形、有效电能、无效电能4项数据并进行比较。

   循环控制的代表机型采用G3ZA型，相位控制的代表机型采用G3PX型。（均为欧姆龙产电力调整器）

6-3　实验结果

卤素加热器的控制实验结果如下。

6-3-1　浪涌电流的抑制实验

   图２所示为以循环控制、相位控制、软启动循环控制对卤素加热器进行控制时所测得的浪涌电流。用老G3ZA型只进行循环控制时，浪涌电流的峰值达到了约140A。而软启动循环控制与相位控制（带软启动）时的浪涌电流峰值均为60A，由此可以得知软启动循环控制的浪涌电流抑制效果达到了与相位控制相当的水平。

6-3-2　低操作量时的Off时间的影响

   图３所示为操作量（MV）＝10％的条件下使用电力调整器（G3ZA型、G3PX型）以循环控制和相位控制来控制卤素加热器时，在1500s的整定时间内的温度波形。操作量为10％时的Off时间为180ms（50Hz）。

   向各电力调整器发出相同的操作量以控制卤素加热器。正如图３所示，循环控制时的卤素加热器的温度波动幅度为0.6℃左右，相位控制时的卤素加热器温度波动幅度为0.5℃左右，也就是说，两者几乎相等。

   这是由卤素加热器的特点所决定的。因为加热器在循环控制的Off周期内冷却还没超过1℃时，下一个On周期已经来了。

   另外，G3ZA型与G3PX型之间的整定温度之所以有差异，是由于相位控制按相位角分配控制量，输出特性并非线性所致。因此，即便施加相同的操作量，供给给加热器的电力也不同。

6-3-3功率因数改善效果

   图４所示为循环控制和相位控制下，卤素加热器运行时的无效电能与有效电能的关系。

    观察有效电能相同时各自的无效电能，可以确认循环控制时，无效电能比相位控制时低。有效电能相同时，无效电能低的一方功率因数更好。因此，循环控制的功率因数优于相位控制。

7.结论

    在本文中，以卤素加热器位列为例，对其施以软启动循环控制，进行了功率因数改善效果的验证。其结果如表2所示。 由此可以得出以下两点结论。

① 循环控制的功率因数优于相位控制。
② 可以很好地应用于卤素加热器。

表2　用G3ZA型电力调整器控制卤素加热器的实验结果

8．今后的展望

    这次，我们以卤素加热器为例，对功率因数的改善进行了研究。但是，我们认为循环控制所带来的功率因数改善效果，并不仅仅局限于卤素加热器。若使用这次G3ZA型电力调整器所配备的“软启动循环控制”，也许可以考虑将循环控制应用于各种加热器（负载）。今后，本公司将针对各种应用来开展循环控制的功率因数改善效果的验证工作。