GBC2M-3單相電力調(diào)整器

   GBC2M-3 可控硅觸發(fā)板與可控硅調(diào)壓調(diào)功器是運(yùn)用數(shù)字電路觸發(fā)可控硅實(shí)現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)功。調(diào)壓采用移相控制方式，調(diào)功有定周期調(diào)功和變周期調(diào)功兩種方式。該控制板帶鎖相環(huán)同步電路、上電緩起動(dòng)、緩關(guān)斷、散熱器超溫檢測(cè)、恒流輸出、電流限制、過(guò)流保護(hù)。該控制板的觸發(fā)有兩種方式：直接觸發(fā)可控硅模塊、觸發(fā)移相型固態(tài)繼電器。GBC2M-3 控制板的特點(diǎn)：十位A/D，輸出線性化程度高，輸出起控點(diǎn)低。  
GBC2M-3 系列單相電力調(diào)整器（說(shuō)明書(shū)中簡(jiǎn)稱GBC2M-3 整機(jī)）由GBC2M-3 觸發(fā)板、GBC2M-3 散熱器、風(fēng)機(jī)、外殼等組成。核心部分使用GBC2M-3 控制板；散熱系統(tǒng)采用高效散熱器、低噪音風(fēng)機(jī)。整機(jī)帶有控制板所有的功能。整機(jī)電流容量從30A 到800A 等多個(gè)等級(jí)。  
該電力調(diào)整器與帶0-5V、4-20mA 的智能PID 調(diào)節(jié)器或PLC 配套使用；主要用與工業(yè)電爐的加熱控制。  
一.技術(shù)規(guī)格  
1．負(fù)載電源  
220V, 380V AC ±10% 50HZ  
2．電源頻率  
50HZ  
3．電流容量  
30, 50, 80, 105, 175, 255 A  
4．控制板電源  
220V, 380V AC ±10% 50HZ, 要求與負(fù)載電源同相位  
5．控制板功耗  
zui大為5W  
6． 風(fēng)扇電源(根據(jù)型號(hào)配備)  
電壓：220V AC 電流：0.5 A 以下  
7． 控制輸入  
4~20mA DC 輸入, 接收阻抗120Ω  
0~10V DC 輸入, 輸入電阻> 450KΩ  
8．LED 狀態(tài)顯示  
輸入指示LED 燈： 綠色，輸入線性亮度指示  
三色狀態(tài)LED 燈： 綠色，運(yùn)行（有輸出）  
黃色閃爍，待機(jī)（無(wú)輸出）  
紅色，過(guò)流報(bào)警  
紅、綠交替閃爍，散熱器超溫報(bào)警  
9． 控制方式  
調(diào)相控制：連續(xù)調(diào)壓  
調(diào)功控制：阻性過(guò)零調(diào)功，感性調(diào)功  
10．調(diào)節(jié)輸出分辨率  
調(diào)相0.2°,調(diào)功20ms  
11． 移相范圍  
0~175°  
12． 驅(qū)動(dòng)輸出  
配調(diào)相型固態(tài)繼電器  
電壓：12V 可變寬度脈沖  
電流：20mA zui大  
13． 手動(dòng)方式  
外接10KΩ電位器調(diào)整  
14． 軟啟動(dòng)時(shí)間  
相角控制時(shí)，P3 電位器調(diào)整。調(diào)整范圍：0.2～120 秒  
15． 軟關(guān)斷時(shí)間  
相角控制時(shí)，固定為10 秒  
16． 電壓限制  
板內(nèi)P1 電位器或外接10KΩ電位器調(diào)整。調(diào)整范圍：0～100%  
17．電流限制(選件)  
配CT 電流互感器，外接10KΩ電位器調(diào)整。調(diào)整范圍：20%～100%  
取消電流限制：CT 輸入端懸空或?qū)⑼饨与娢黄髡{(diào)至zui大  
18．過(guò)電流報(bào)警(選件)  
配CT 電流互感器，板內(nèi)P2 電位器調(diào)整。調(diào)整范圍：100%～150%  
過(guò)流設(shè)定：SW1-1 = OFF，設(shè)定過(guò)流值，板內(nèi)P2 電位器調(diào)整  
過(guò)流報(bào)警：SW1-1 = ON，啟動(dòng)過(guò)流報(bào)警，過(guò)流時(shí)報(bào)警動(dòng)作  
動(dòng)作時(shí)間：< 20ms  
19． 散熱器超溫保護(hù)  
75℃溫度開(kāi)關(guān)，常閉接點(diǎn)  
動(dòng)作時(shí)間：< 20ms  
20． 報(bào)警輸出  
當(dāng)散熱器超溫、負(fù)載過(guò)流時(shí)動(dòng)作  
規(guī)格：1 個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)，1A 250V AC 純阻  
21． 急停  
報(bào)警動(dòng)作時(shí)，控制輸出急停  
動(dòng)作時(shí)間：< 20ms  
解除: 報(bào)警解除后，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)或重新上電解除  
22． 起動(dòng)/停止開(kāi)關(guān)  
外接開(kāi)關(guān)  
RS 端：CN2-6 端子，GND 端：CN2-7 端子  
RS - GND 端：無(wú)電壓接點(diǎn)輸入  
短路：緩關(guān)斷, 開(kāi)路：緩起動(dòng)  
23． 調(diào)功/調(diào)壓切換(選件)  
外接開(kāi)關(guān)  
USER(U1)端：CN2-8 端子，GND 端：CN2-7 端子  
USER(U1) - GND 端: 無(wú)電壓接點(diǎn)輸入  
開(kāi)路：調(diào)功, 閉合：調(diào)壓  
24． 工作環(huán)境和存儲(chǔ)溫度  
溫度范圍：0~40℃  
濕度范圍：90% RH zui大，無(wú)結(jié)露  
海拔高度：2000m 以下  
存儲(chǔ)溫度：-10 ~ +60℃  
其它要求：通風(fēng)良好，不受日光直射或熱輻射，無(wú)腐蝕性、可燃性氣體  
25． 安裝形式和要求  
壁掛式，垂直安裝  
26． 絕緣電阻/介電強(qiáng)度  
絕緣電阻： 模塊輸出端與外殼，500VDC 20MΩzui小  
控制板電源端與外殼，500VDC 20MΩzui小  
控制輸入端與外殼，500VDC 20MΩzui小  
控制板輸入端與電源端，500VDC 20MΩzui小  
介電強(qiáng)度： 模塊輸出端與外殼之間，2000VAC 1 分鐘  
控制電源端與外殼之間，2000VAC 1 分鐘  
二. 安裝及使用須知：  
    使用前請(qǐng)認(rèn)真閱讀本說(shuō)明書(shū)，嚴(yán)格按要求接線使用。  
    本電壓調(diào)整器是壁掛式，垂直安裝在通風(fēng)良好，不受日光直射或熱輻射，無(wú)腐蝕性、無(wú)可燃性的環(huán)境中。  
    負(fù)載應(yīng)無(wú)短路、局部放電打火等現(xiàn)象，絕緣良好。  
    特別指出：變壓器負(fù)載不能空載或輕載調(diào)試。  
    散熱器超溫保護(hù)后，如要運(yùn)行，需排除故障后，再送電運(yùn)行。  
    在使用過(guò)程中若發(fā)生過(guò)流現(xiàn)象，應(yīng)首先檢查負(fù)載有無(wú)短路等故障。  
    過(guò)流保護(hù)：一般地說(shuō)，過(guò)流保護(hù)不能*避免負(fù)載短路造成的設(shè)備損壞,不能代替快速熔斷器。  
    負(fù)載短路保護(hù)：用戶需外配快速熔斷器作為短路保護(hù)，一般按額定負(fù)載電流的1.5 倍選擇。  
三． 裝箱清單表  
GBC2M-3 整機(jī)一臺(tái), 10K 電位器（含刻度盤）兩套, 說(shuō)明書(shū)1 份  
四．選型單  
五．訂貨說(shuō)明:  
1．電力調(diào)整器電流容量選擇參考  
   一般純阻負(fù)載：所選電力調(diào)整器的電流容量應(yīng)大于負(fù)載zui大電流。  
   硅碳棒負(fù)載：當(dāng)取消變壓器時(shí)，硅碳棒應(yīng)串聯(lián)，使之能夠承受電源電壓的70%~80%以上。硅碳棒在700~800  
℃存在負(fù)阻區(qū)，所選電力調(diào)整器的電流容量應(yīng)大于負(fù)載電流1.7 倍以上。  
  電熱管負(fù)載：易受潮、局部短路等，所選電力調(diào)整器的電流容量應(yīng)大于負(fù)載電流1.7 倍以上。  
  變壓器負(fù)載：應(yīng)帶電流限制功能，所選電力調(diào)整器的電流容量應(yīng)大于負(fù)載電流2~2.5 倍以上。  
2. 定貨例：GBC2M-3-4T-080-N-U00  
含義解釋：4~20mA 控制信號(hào)輸入，電流容量80A(純阻負(fù)載zui大電流80A；硅碳棒負(fù)載、電熱管負(fù)載zui大電流48A；變壓器負(fù)載zui大電流32A)。  
六．安裝尺寸圖和電器原理圖框圖(參考尺寸)  
不應(yīng)出現(xiàn)突跳、抖動(dòng)或變化趨勢(shì)與輸入信號(hào)不成線性關(guān)系等現(xiàn)象?？砂磟ui簡(jiǎn)接線圖（見(jiàn)下圖）接線，進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)試。負(fù)載電源應(yīng)與調(diào)壓器控制板電源筒相位。  
27．  自動(dòng)調(diào)試: 將儀表4~20mA 的輸出信號(hào)接到C1、C2 端，R1、R2 短路，按上圖的自動(dòng)控制接線。輸入變化信號(hào)逐步增大時(shí)，綠色輸入燈亮度和負(fù)載電壓應(yīng)隨輸入增加。  
28．  手動(dòng)調(diào)整：外接10KΩ手動(dòng)電位器。電位器的兩個(gè)固定端分別接V0、GND 端，滑動(dòng)端接R2 端，按上圖的手動(dòng)控制接線。調(diào)整手動(dòng)電位器，負(fù)載電壓調(diào)整范圍為0～100%。此時(shí)，負(fù)載電壓應(yīng)均勻變化。  
29．  上電緩起動(dòng)時(shí)間：調(diào)整控制板內(nèi)的P3 電位器，啟動(dòng)時(shí)間0.2～120 秒用戶可設(shè)。  
注：空載調(diào)試所測(cè)得的輸出電壓無(wú)效。  
八. 接實(shí)際負(fù)載調(diào)試  
假負(fù)載調(diào)試通過(guò)后，再接實(shí)際負(fù)載調(diào)試。對(duì)于變壓器負(fù)載，變壓器的二次側(cè)不能空載開(kāi)路，必須加實(shí)際負(fù)載。加電前，需檢查負(fù)載絕緣強(qiáng)度，有無(wú)短路、接觸不良等現(xiàn)象。檢查調(diào)壓器安裝位置是否合適，機(jī)柜通風(fēng)是否良好等?？刂瓢咫娫措妷簯?yīng)與負(fù)載電壓同相位，電壓應(yīng)符合要求。逐步增加控制輸入信號(hào)或調(diào)整手動(dòng)電位器，使負(fù)載電壓從小到大逐步增加。若發(fā)現(xiàn)異常，需停機(jī)檢查。負(fù)載的zui大電壓取決于新電爐的烘爐情況，負(fù)載特性，爐溫高低，負(fù)載電流大小等情況。變壓器負(fù)載若發(fā)生磁飽和時(shí)，負(fù)載zui大電壓也受限制。  
九．控制板常見(jiàn)接線組合  
下圖列出了常見(jiàn)的接線組合，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。  
十．電流限制（選件）  
參照接線組合圖（上圖）的組合方式4 或6，接實(shí)際負(fù)載調(diào)試：  
30． 先將限流電位器調(diào)至不限流位置，R3 與GND 間電壓約為5V。  
31． 手動(dòng)給定負(fù)載電流值后，調(diào)限流電位器直到負(fù)載電流值剛開(kāi)始下降，電流限制即調(diào)好。  
32． 調(diào)功方式時(shí)，zui大電流限制功能被取消。  
十一. 過(guò)流報(bào)警（選件）  
參照接線組合圖（上圖），接實(shí)際負(fù)載調(diào)試：  
  DIP 功能開(kāi)關(guān)SW1-1 的設(shè)置  
８  
SW1-1：ON，過(guò)流報(bào)警方式  
SW1-1: OFF，標(biāo)定過(guò)流報(bào)警值  
n             過(guò)流報(bào)警值的標(biāo)定方法  
一般，選取過(guò)流報(bào)警值為zui大負(fù)載電流的1.3 倍。按過(guò)流報(bào)警值的1/2 進(jìn)行標(biāo)定。  
1. 設(shè)SW1-1 為OFF。  
2. 手動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載電流，達(dá)到過(guò)流報(bào)警值的1/2。  
3. 調(diào)整控制板內(nèi)P2 電位器，使?fàn)顟B(tài)燈由綠變成黃色，標(biāo)定完成。  
例如：若zui大負(fù)載電流為100A，過(guò)流報(bào)警值選130A，而按過(guò)流報(bào)警值的1/2 即：65A 標(biāo)定。  
n             過(guò)流報(bào)警  
1. 設(shè)SW1-1 為ON  
2. 運(yùn)行中，負(fù)載電流大于過(guò)流報(bào)警值時(shí)，過(guò)流報(bào)警動(dòng)作：調(diào)節(jié)輸出急停、報(bào)警輸出接點(diǎn)吸合、狀態(tài)指示燈  
為紅色。  
例如：若zui大負(fù)載電流為100A，過(guò)流報(bào)警值選130A，按65A 標(biāo)定。SW1-1 為ON，運(yùn)行過(guò)程中，負(fù)載電  
流大于130A 時(shí)，過(guò)流報(bào)警動(dòng)作。  
n             調(diào)功方式時(shí)過(guò)流報(bào)警值的標(biāo)定  
調(diào)功方式的過(guò)流報(bào)警值必須在調(diào)壓方式下進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定后，再轉(zhuǎn)到調(diào)功方式。  
n        過(guò)流報(bào)警的復(fù)位  
過(guò)流報(bào)警保護(hù)時(shí),狀態(tài)燈變成紅色,繼電器動(dòng)作吸合、輸出停止。需檢查過(guò)流原因排除故障后再啟動(dòng)。復(fù)位方  
法：1）斷電后重新上電運(yùn)行或2)閉合起停開(kāi)關(guān),置待機(jī)狀態(tài)，黃燈閃爍；斷開(kāi)起停開(kāi)關(guān),系統(tǒng)運(yùn)行，綠燈亮。  
n        注意事項(xiàng)  
由于實(shí)際負(fù)載冷熱阻變化、負(fù)載老化、變壓器負(fù)載、上電浪涌電流、瞬間電流異常等因素，過(guò)流保護(hù)動(dòng)作靈  
敏度過(guò)高容易造成誤動(dòng)作。進(jìn)一步可微調(diào)P2，反時(shí)針調(diào)整靈敏度高，動(dòng)作提前；順時(shí)針調(diào)整靈敏度低，旋到極限位置時(shí)（或置SW1-1 為OFF 時(shí)）保護(hù)被取消。因?yàn)檫^(guò)流保護(hù)并不能取代快速熔斷器的作用，所以用戶應(yīng)自行外配快速熔斷器，容量應(yīng)為負(fù)載zui大電流的1.5 倍左右。  
注：電流限制、過(guò)流報(bào)警選件均是通過(guò)選件“C"一個(gè)選件實(shí)現(xiàn)，過(guò)零調(diào)功時(shí)無(wú)電流限制功能。  
十二．調(diào)試中的問(wèn)題及故障排除  
當(dāng)用戶系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，首應(yīng)判斷故障的部位，應(yīng)將儀表、調(diào)壓器和負(fù)載的問(wèn)題分開(kāi)處理。  
n             負(fù)載無(wú)輸出  
1. 檢查電源：控制板、負(fù)載電源是否正常，快熔是否燒斷。  
2. 檢查負(fù)載：負(fù)載是否開(kāi)路或接線有問(wèn)題。  
3. 檢查控制板狀態(tài)燈：綠色，運(yùn)行狀態(tài)；黃色閃爍，待機(jī)狀態(tài)(無(wú)輸出)；紅色，過(guò)流報(bào)警(無(wú)輸出)；紅、黃閃爍，  
散熱器超溫報(bào)警(無(wú)輸出)；黃色常亮，控制板故障；不亮，控制板未供電或有故障。  
4. 檢查控制板輸入指示燈：綠色，亮度應(yīng)隨輸入信號(hào)變化。  
5. 檢查控制板P1 電位器的位置：順時(shí)針調(diào)整，輸出電壓增加。  
6. 檢查控制板R1、R2 短路片：自動(dòng)控制時(shí)，R1、R2 短路片應(yīng)接好。  
7. 檢查輸入信號(hào)：范圍，4~20mA。輸入信號(hào)> 5.6mA, 極性是否接反。  
8. 檢查控制板R2 端：R2 輸出0~5V（隨輸入信號(hào)4~20mA 變化）。  
9. 檢查控制板RS 端：RS、GND 端短路，待機(jī)狀態(tài)(無(wú)輸出)，狀態(tài)燈黃色閃爍。  
10. 檢查電流限制電位器：是否限流值調(diào)得太低。  
n       負(fù)載電壓不正常  
1. 檢查電源：控制板、負(fù)載電源是否正常?？刂瓢咫娫磻?yīng)與負(fù)載電源同相位。  
2. 檢查負(fù)載：是否空載、輕載運(yùn)行。變壓器負(fù)載：二次側(cè)不能空載，必須帶全載。  
3. 手動(dòng)檢查：若手動(dòng)控制正常，初步判斷調(diào)壓器沒(méi)有問(wèn)題。否則，接假負(fù)載繼續(xù)檢查。  
4. 自動(dòng)檢查：控制輸入變化4~20mA 時(shí)，R2 端的電壓變化范圍應(yīng)為0~5V。  
5. 輸出電壓只能調(diào)到負(fù)載電源的一半：調(diào)壓器的晶閘管模塊損壞一半。  
6、負(fù)載電壓為zui大不受控  
輸出始終為zui大，無(wú)論是手動(dòng)還是自動(dòng)都不可調(diào)，可能原因：  
1． 可能負(fù)載開(kāi)路或未接負(fù)載  
2． 調(diào)壓器的晶閘管模塊擊穿損壞。晶閘管模塊輸出端的電阻一般大于500KΩ。  
        開(kāi)始運(yùn)行正常，一段時(shí)間后，輸出始終為zui大。無(wú)論是手動(dòng)還是自動(dòng)都不可調(diào)。關(guān)機(jī)后、再開(kāi)機(jī)，又可正常運(yùn)行。  
可能原因：  
1. 環(huán)境溫度過(guò)高。  
2. 負(fù)載*過(guò)流。負(fù)載瞬時(shí)過(guò)流造成晶閘管模塊熱擊穿。  
n       接假負(fù)載按zui簡(jiǎn)接線調(diào)試  
若故障部位不易判斷，可采用假負(fù)載調(diào)試法，假負(fù)載一般為100~200W 的燈泡。  
1． 手動(dòng)調(diào)節(jié)正常：初步判斷調(diào)壓器正常，懷疑負(fù)載有問(wèn)題。需檢查負(fù)載電源電壓、保險(xiǎn)絲和接觸不良、斷線、短路、絕緣下降、放電打火等問(wèn)題。  
2． 手動(dòng)調(diào)節(jié)正常，自動(dòng)不正常：若控制輸入4~20mA 電流不正常，需進(jìn)一步檢查儀表；否則，需檢查  
P1 電位器是否將電壓限幅調(diào)得太低，R1、R2 短路片是否接好。  
3． 手動(dòng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)都正常：判斷調(diào)壓器沒(méi)有問(wèn)題。  
十三．加熱器特性  
十四. 不同負(fù)載的控制策略  
1． 變壓器控制:a)變壓器的設(shè)計(jì)容量不足，造成當(dāng)電流增加到一定程度時(shí)變壓器鐵芯飽合，導(dǎo)致電流劇增、波形畸變、損壞器件。需重新設(shè)計(jì)變壓器，或加負(fù)載zui大電流限制功能。b)運(yùn)行過(guò)程瞬間斷電后又上電等，造成上電時(shí)的磁通極性與剩磁極性（固有剩磁和瞬間斷電正在衰減的磁場(chǎng)）的“撞車"，產(chǎn)生危害性沖擊電壓、電流。所以電感負(fù)載尤其是變壓器，應(yīng)采用上電緩起動(dòng)，逐步順磁和緩關(guān)斷逐步衰減磁場(chǎng)。c) 變壓器為感性負(fù)載，窄脈沖觸發(fā)不可靠。脈寬可變直流觸發(fā)技術(shù)，能提供負(fù)載電流到達(dá)晶閘管擎駐電流的足夠時(shí)間，確?？煽坑|發(fā)。注：變壓器負(fù)載不能空載調(diào)試、運(yùn)行。  
2． 純金屬類：硅鉬、鉬絲、鎢、白金、石墨等負(fù)載冷態(tài)電阻小，低、中溫段需限壓和限流；隨著溫度增高，電阻按線性增大，在高溫段反而需增加負(fù)載電壓。RK16P 調(diào)壓器的電流限制功能，是專門為這類負(fù)載設(shè)計(jì)的。此外，帶有多組PID 和調(diào)節(jié)輸出限幅的儀表，也可控制負(fù)載電流。例如：島電的FP21、SR253、FP93 等可設(shè)計(jì)低、中、高溫區(qū)的調(diào)節(jié)輸出限制。  
3． 硅碳棒: 一般采用緩起動(dòng)> 1 分鐘或更長(zhǎng)和電流限制，避開(kāi)在700℃附近負(fù)阻的沖擊電流（新棒更明顯）。  
4． 恒阻（泛指冷熱阻變化小的負(fù)載）：控制策略較簡(jiǎn)單，可采用過(guò)零調(diào)功方式，克服調(diào)壓方式功率因數(shù)低、污染電網(wǎng)的缺點(diǎn)。周期過(guò)零（占空比控制），一般采用大功率SSR 實(shí)現(xiàn)。周波過(guò)零調(diào)功，負(fù)載電流以全正弦波為單位均勻分布，多臺(tái)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，總動(dòng)力電流相對(duì)均衡（避免了周期過(guò)零方式電流集中），改善爐溫均勻性，避免了電流表撞針，重要的是：提高了電源利用率和避免電力設(shè)備增容，節(jié)電效果十分明顯。RK16P 是調(diào)功調(diào)壓一體化設(shè)計(jì)，既可調(diào)壓也能調(diào)功（周期和周波過(guò)零兩種方式），可滿足不同的控制策略。  
十五.GBC2M-3 控制器的基本特性圖示:  
十六.調(diào)功、調(diào)壓一體化技術(shù)(選件)  
調(diào)壓方式具有負(fù)載電流沖擊小、適合變壓器控制等特點(diǎn)，但不可避免產(chǎn)生電源污染和降低電網(wǎng)功率因數(shù)。過(guò)零調(diào)  
功方式避免了調(diào)壓方式的不足，但無(wú)法限制電流，負(fù)載沖擊電流較大，GBC2M-3的調(diào)功調(diào)壓功能提供了兩者優(yōu)點(diǎn)的結(jié)合，  
可根據(jù)負(fù)載情況方便地切換這兩種工作方式。  
USER（U1）外部開(kāi)關(guān)設(shè)置：開(kāi)路時(shí)，為調(diào)功；短路時(shí)，為調(diào)壓。