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Regulador de potência SCR O que é e como funciona

Regulador de potência SCR: O que é e como funciona

O regulador de potência SCR também é chamado de controlador de potência do tiristor. Esse produto pode não ser comum em nossa vida diária, mas como um componente importante no campo da produção industrial, especialmente no campo do controle de temperatura, ele é amplamente utilizado. 

Portanto, no blog de hoje, explicaremos o que é e como funciona, entre outras coisas.

O que é um regulador de potência SCR?

Semelhante a um relé de estado sólido Sem partes móveis, um regulador de potência SCR é um dispositivo eletrônico semicondutor comumente usado para controlar a saída de potência de aquecedores resistivos em fornos, fornalhas e secadores.

A saída do regulador de potência SCR é contínua e pode ajustar a potência de saída em tempo real de acordo com o sinal de controle para atender à demanda da carga. Ao mesmo tempo, ele geralmente é equipado com um sistema de feedback para garantir que a potência de saída permaneça estável quando a carga ou a tensão de entrada mudar.

O que é um SCR?

SCR significa Silicon Controlled Rectifier (retificador controlado por silício), que é um semicondutor que atua como um interruptor para controlar a fonte de alimentação do elemento de aquecimento. Explicaremos isso em detalhes na próxima seção.

Diferentes tipos de retificadores controlados por silício

O SCR consiste em quatro camadas semicondutoras, formando três junções PN. Normalmente, há três eletrodos principais: ânodo (A), cátodo (K) e porta (G). 

Seu princípio de funcionamento é muito simples, ou seja, quando uma tensão direta é aplicada entre o anodo (A) e o catodo (K), ele não conduz diretamente. Ele só conduzirá quando uma tensão adequada for aplicada à porta (G). Nesse momento, mesmo que a tensão da porta seja removida, o anodo e o catodo ainda permanecerão condutores. A única condição que pode impedir a condução é a inversão da tensão ou a interrupção da fonte de alimentação. Essa característica torna o SCR muito adequado para o controle de energia CC ou CA.

Métodos de controle de um regulador de potência SCR

Os principais métodos de controle dos reguladores de potência SCR podem ser divididos em dois tipos: controle de mudança de fase e controle de cruzamento zero. A seguir, uma introdução detalhada a esses dois métodos de controle:

Controle de mudança de fase: Esse método altera o ângulo de condução do SCR nos semiciclos positivo e negativo de cada onda senoidal para controlar a potência de saída. Ele pode alcançar a regulagem contínua da tensão e da corrente de saída.

Controle de cruzamento zero: Em um período de tempo definido, a potência média na carga é ajustada pelo controle da relação de tempo liga-desliga do SCR. Esse método é normalmente usado em situações em que a interferência eletromagnética precisa ser reduzida.

As formas de onda das tensões de saída desses dois métodos de controle são as seguintes:

Formas de onda de saída de controle de deslocamento de fase e controle de cruzamento zero

Independentemente do uso do controle de deslocamento de fase ou do controle de cruzamento zero, geralmente é usado um circuito de detecção de cruzamento zero. O circuito é o seguinte:

Circuito de detecção de cruzamento zero

Sua forma de onda de saída será a seguinte:

Forma de onda de saída do circuito de cruzamento zero

Como controlar um controlador de potência SCR?

Igual ao nosso Regulador de tensão de estado sólido da marca LorentzziNo entanto, o regulador de potência SCR também é controlado por um sinal analógico. Esse sinal pode ser gerado por um Controlador de temperatura PID com saída de 4-20 mA ou 0-10 VCC ou PLC (Dispositivo Lógico Programável), ou pode ser controlado por um potenciômetro operado manualmente.

A diferença entre o regulador de potência SCR e o nosso regulador de tensão de estado sólido é que o regulador de tensão de estado sólido só pode lidar com correntes pequenas, geralmente inferiores a 120 amperes, enquanto o regulador de potência SCR pode controlar correntes muito maiores, de até 1000 A ou mais. 

Além disso, nosso regulador de tensão de estado sólido não tem um mecanismo de feedback, portanto, não pode se ajustar automaticamente às flutuações de tensão.

Tipos de regulador de potência SCR

Os reguladores de potência SCR são classificados em monofásicos e trifásicos de acordo com a diferença de tensão que controlam. 

O regulador de potência SCR monofásico é usado para controlar o aquecedor monofásico de baixa potência, e o controlador de potência SCR trifásico é usado para controlar o aquecedor trifásico de alta potência.

Como escolher um regulador de potência SCR adequado para seu aquecedor

Agora temos uma compreensão geral do regulador de potência SCR, mas como escolher corretamente o controlador de potência SCR correto? Na seção a seguir, vou ensiná-lo passo a passo.

1. Verifique se o aquecedor é monofásico ou trifásico:

Antes de selecionar um condicionador de energia SCR para seu aquecedor, confirme se o aquecedor usa energia monofásica ou trifásica.

Os aquecedores monofásicos devem ser combinados com condicionadores de energia SCR monofásicos, enquanto os aquecedores trifásicos exigem controladores de energia SCR trifásicos. 

O uso do tipo errado de regulador pode resultar em consequências graves, como incêndio ou choque elétrico. Por exemplo, usar um condicionador de energia SCR trifásico para controlar um aquecedor monofásico pode perturbar o equilíbrio do sistema elétrico trifásico, causando instabilidade e possíveis danos.

2. Selecione a corrente de saída do regulador de potência SCR:

Por exemplo, se o seu aquecedor for monofásico e classificado em 10 kW, use esta fórmula para calcular a corrente necessária: 10000/220/0,8=56 amperes, portanto, você precisa de um regulador de potência SCR monofásico com saída de 60 amperes. 

Se o seu aquecedor for trifásico de 10 kW, a fórmula é 10000/380/1,732/0,8=19 amperes, portanto, você precisa de um controlador de potência SCR trifásico com saída de 20 amperes.

3. Selecione o método de controle:

Como mencionado acima, há dois métodos de controle: mudança de fase e controle de cruzamento zero

Se não quiser que o aquecedor tenha um surto, tente usar o método de controle de cruzamento zero; se quiser um controle mais preciso, tente usar o método de controle de mudança de fase. 

Se quiser controlar indiretamente o aquecedor com um transformador, tente usar o controle de mudança de fase. 

Há outros métodos de controle, como corrente constante e potência constante, que são todos obtidos por meio do controle de mudança de fase, mas esses dois métodos de controle são obtidos por meio de mecanismos de feedback. O controle de corrente constante ou de potência constante pode reduzir o impacto das flutuações de tensão sobre a temperatura do aquecedor.

4. Outras funções a serem consideradas:

  1. Verifique se um função de partida suave é necessário. A função de partida suave pode reduzir o impacto do surto no aquecedor, aumentando assim a vida útil do aquecedor.
  2. Verifique se um função de limitação de corrente ou de tensão é necessário. O excesso de corrente ou de tensão fará com que o aquecedor superaqueça, o que afetará seriamente não apenas a vida útil do aquecedor, mas também a precisão da temperatura controlada.

Conclusão

Captura de tela do regulador de potência Lorentzzi SCR

Lorentzzi pode fornecer não apenas reguladores de potência SCR de circuito aberto econômicos, mas também reguladores de potência SCR de circuito fechado de alta precisão.

Nossos produtos econômicos são baratos, e nossos produtos de alta precisão têm mecanismos de feedback, que podem controlar a temperatura com mais precisão para garantir uma produção segura e aumentar consideravelmente a vida útil do aquecedor.

Imagem do Shon Xu

Shon Xu

"Olá, sou o autor deste artigo e o proprietário da Lorentzzi. Tenho quase 10 anos de experiência na venda de produtos de automação industrial, com especialização em serviços B2B. Se você tiver alguma dúvida, fique à vontade para me perguntar!"

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