يُطلق على منظم الطاقة SCR أيضًا اسم وحدة التحكم في الطاقة الثايرستور. قد لا يكون هذا المنتج شائعًا في حياتنا اليومية، ولكن باعتباره مكونًا مهمًا في مجال الإنتاج الصناعي، خاصة في مجال التحكم في درجة الحرارة، فإنه يستخدم على نطاق واسع.
لذلك سنشرح في مدونة اليوم ما هي وكيف تعمل من بين أشياء أخرى، والآن لنبدأ.
ما هو منظم الطاقة SCR؟
على غرار مرحل الحالة الصلبة بدون أجزاء متحركة، منظم الطاقة SCR هو جهاز إلكتروني من أشباه الموصلات يستخدم عادةً للتحكم في خرج طاقة السخانات المقاومة في الأفران والأفران والمجففات.
يكون خرج منظم الطاقة SCR مستمرًا ويمكنه ضبط طاقة الخرج في الوقت الفعلي وفقًا لإشارة التحكم لتلبية طلب الحمل. وفي الوقت نفسه، عادةً ما يكون مزودًا بنظام تغذية مرتجعة لضمان بقاء طاقة الخرج مستقرة عندما يتغير الحمل أو جهد الدخل.
ما هي SCR؟
يرمز SCR إلى مقوم السيليكون المتحكم فيه، وهو شبه موصل يعمل كمفتاح للتحكم في إمداد الطاقة لعنصر التسخين. سنشرحه بالتفصيل في القسم التالي.
يتكون SCR من أربع طبقات من أشباه الموصلات، مكونة ثلاث تقاطعات PN. وعادةً ما يكون هناك ثلاثة أقطاب رئيسية: الأنود (A) والكاثود (K) والبوابة (G).
مبدأ عملها بسيط جدًا، أي عندما يتم تطبيق جهد أمامي بين الأنود (A) والكاثود (K)، لن يتم التوصيل مباشرة. لن يتم التوصيل إلا عند تطبيق جهد مناسب على البوابة (G). في هذا الوقت، حتى إذا تمت إزالة جهد البوابة، سيظل الأنود والكاثود موصلًا. الشرط الوحيد الذي يمكن أن يوقفها عن التوصيل هو انعكاس الجهد أو توقف مصدر الطاقة. هذه الخاصية تجعل SCR مناسبًا جدًا للتحكم في طاقة التيار المستمر أو التيار المتردد.
طرق التحكم في منظم طاقة SCR
يمكن تقسيم طرق التحكم الرئيسية لمنظمات طاقة SCR إلى نوعين: التحكم في إزاحة الطور والتحكم في التقاطع الصفري. وفيما يلي مقدمة تفصيلية لطريقتي التحكم هاتين:
التحكم في إزاحة الطور: تغير هذه الطريقة زاوية توصيل SCR في نصف الدورات الموجبة والسالبة لكل موجة جيبية للتحكم في طاقة الخرج. ويمكنها تحقيق تنظيم مستمر لجهد الخرج والتيار الناتج.
التحكم في التقاطع الصفري: في فترة زمنية محددة، يتم ضبط متوسط الطاقة على الحمل عن طريق التحكم في نسبة وقت تشغيل وإيقاف تشغيل مفاعل SCR. تستخدم هذه الطريقة عادة في الحالات التي تحتاج إلى تقليل التداخل الكهرومغناطيسي.
فيما يلي الأشكال الموجية لفولتية الخرج لطريقتي التحكم هاتين:
وبغض النظر عما إذا كان يتم استخدام التحكم في إزاحة الطور أو التحكم في التقاطع الصفري، يتم استخدام دائرة الكشف عن التقاطع الصفري بشكل عام. تكون الدائرة على النحو التالي:
سيكون شكل موجي الخرج على النحو التالي:
كيف تتحكم في وحدة تحكم الطاقة SCR؟
مثل منظم جهد صلب الحالة الصلبة من ماركة لورينتزي، يتم التحكم في منظم الطاقة SCR أيضًا بواسطة إشارة تناظرية. يمكن توليد هذه الإشارة بواسطة جهاز التحكم في درجة الحرارة PID مع خرج 4-20 مللي أمبير أو 0-10 فولت تيار مستمر أو PLC (جهاز منطقي قابل للبرمجة)، أو يمكن التحكم فيه بواسطة مقياس جهد يعمل يدويًا.
يتمثل الفرق بين منظم طاقة SCR ومنظم جهد الحالة الصلبة الخاص بنا في أن منظم جهد الحالة الصلبة يمكنه فقط التعامل مع تيارات صغيرة، عادةً أقل من 120 أمبير، بينما يمكن لمنظم طاقة SCR التحكم في تيارات أكبر بكثير، تصل إلى 1000 أمبير أو أكثر.
بالإضافة إلى ذلك، يفتقر منظم جهد الحالة الصلبة لدينا إلى آلية تغذية مرتجعة، لذلك لا يمكنه التكيف تلقائيًا مع تقلبات الجهد.
أنواع منظم الطاقة SCR
تصنف منظمات الطاقة SCR إلى منظمات طاقة أحادية الطور وثلاثية الطور وفقًا لفرق الجهد الذي تتحكم فيه.
يُستخدم منظم الطاقة أحادي الطور SCR أحادي الطور للتحكم في السخان أحادي الطور منخفض الطاقة، ويستخدم منظم الطاقة SCR ثلاثي الطور للتحكم في السخان ثلاثي الطور عالي الطاقة.
كيفية اختيار منظم طاقة SCR المناسب للسخان الخاص بك
أصبح لدينا الآن فهم تقريبي لمنظم الطاقة SCR، ولكن كيف نختار وحدة تحكم الطاقة SCR المناسبة بشكل صحيح؟ في القسم التالي، سأعلمك خطوة بخطوة.
1. تحقق من أن السخان لديك أحادي الطور أو ثلاثي الطور:
قبل اختيار مكيف طاقة SCR للسخان الخاص بك، تأكد ما إذا كان السخان الخاص بك يستخدم طاقة أحادية الطور أو ثلاثية الطور.
يجب أن تكون السخانات أحادية الطور مقترنة بمكيفات طاقة SCR أحادية الطور، بينما تتطلب السخانات ثلاثية الطور وحدات تحكم طاقة SCR ثلاثية الطور.
يمكن أن يؤدي استخدام نوع خاطئ من المنظم إلى عواقب وخيمة، مثل الحريق أو الصدمة الكهربائية. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي استخدام مكيف طاقة SCR ثلاثي الطور للتحكم في سخان أحادي الطور إلى الإخلال بتوازن النظام الكهربائي ثلاثي الطور، مما يتسبب في عدم الاستقرار والتلف المحتمل.
2. حدد تيار خرج منظم الطاقة SCR:
على سبيل المثال، إذا كان السخان الخاص بك أحادي الطور ومقدر بـ 10 كيلو وات، استخدم هذه المعادلة لحساب التيار المطلوب: 10000/220/0.8/0.8= 56 أمبير، لذا فأنت بحاجة إلى منظم طاقة SCR أحادي الطور بخرج 60 أمبير.
إذا كان السخان الخاص بك ثلاثي الأطوار بقدرة 10 كيلو وات، فإن المعادلة هي 10000/380/1.732/1.732/0.8= 19 أمبير، لذا فأنت بحاجة إلى وحدة تحكم طاقة SCR ثلاثية الأطوار بخرج 20 أمبير.
3. حدد طريقة التحكم:
كما ذكرنا أعلاه، هناك طريقتان للتحكم: إزاحة الطور و التحكم في التقاطع الصفري.
إذا كنت لا تريد أن يكون للسخان طفرة في السخان، فحاول استخدام طريقة التحكم في التقاطع الصفري؛ وإذا كنت تريد تحكمًا أكثر دقة، فحاول استخدام طريقة التحكم في إزاحة الطور.
إذا كنت ترغب في التحكم في السخان بشكل غير مباشر باستخدام محول، فحاول استخدام التحكم في إزاحة الطور.
هناك بعض طرق التحكم الأخرى، مثل التيار الثابت والطاقة الثابتة، والتي يتم تحقيقها جميعًا عن طريق التحكم في إزاحة الطور، ولكن يتم تحقيق هاتين الطريقتين للتحكم من خلال آليات التغذية الراجعة. يمكن أن يقلل التحكم في التيار الثابت أو التحكم في الطاقة الثابتة من تأثير تقلبات الجهد على درجة حرارة السخان.
4. وظائف أخرى ينبغي النظر فيها:
- تحقق مما إذا كان وظيفة التشغيل الناعم مطلوب. يمكن لوظيفة بدء التشغيل الناعم أن تقلل من تأثير زيادة التيار على السخان، وبالتالي إطالة عمر السخان.
- تحقق مما إذا كان وظيفة تحديد التيار أو تحديد الجهد مطلوب. سيؤدي التيار الزائد أو الجهد الزائد إلى ارتفاع درجة حرارة السخان، مما سيؤثر بشكل خطير ليس فقط على عمر خدمة السخان ولكن أيضًا على دقة درجة الحرارة التي يتم التحكم فيها.
الخاتمة
لورنتزي® يمكن أن توفر ليس فقط منظمات طاقة SCR ذات الحلقة المفتوحة الاقتصادية، ولكن أيضًا منظمات طاقة SCR ذات الحلقة المغلقة عالية الدقة.
منتجاتنا الاقتصادية رخيصة الثمن، ومنتجاتنا عالية الدقة لديها آليات تغذية مرتجعة، والتي يمكنها التحكم في درجة الحرارة بشكل أكثر دقة لضمان الإنتاج الآمن وإطالة عمر خدمة السخان بشكل كبير.
