Quelles sont les méthodes de déclenchement des SCR  ?

By:  - November 12, 2021  


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Les régulateurs d’alimentation SCR sont conçus pour fournir l’énergie nécessaire pour maintenir une température stable et stable dans un élément de chauffage. Les’ régulateurs d’alimentation SCR d’aujourd’hui sont dotés d’algorithmes avancés de mode de régulation et d’allumage à microprocesseur, avec des options de diagnostic et de communication pour fournir plus d’informations sur votre système.

Avec ces dispositifs, la méthode d’allumage est une décision importante pour garantir le bon fonctionnement de votre système pendant des années. Cet article examine les différences entre l’allumage à zéro de tension et à angle de phase.

Que sont les thyristors SCR  ?

SCR est l’abréviation de redresseur à régulation au silicium. Il s’agit d’un régulateur de puissance conçu pour communiquer avec un élément de chauffage industriel dans un système thermique et déterminer quand et combien de puissance un élément de chauffage doit être fourni.

Les thyristors sont définis par plusieurs caractéristiques  : ce sont des dispositifs à réponse rapide capables de gérer des charges de courant élevées, et ils sont plus efficaces par rapport à d’autres options. Cependant, ces avantages s’accompagnent également de défis. Les thyristors sont généralement des dispositifs plus grands et nécessitent un circuit d’allumage plus complexe. En outre, les thyristors ne peuvent pas être utilisés à des fréquences supérieures à 60Hz.

Lors de l’utilisation de régulateurs d’alimentation à thyristors, l’une des décisions les plus importantes auxquelles les concepteurs de systèmes sont confrontés est le type de mode de régulation à utiliser. La régulation à zéro de tension et à angle de phase sont les deux options, et il est important de comprendre les avantages et les inconvénients de chaque méthode avant de faire un choix. 

Les méthodes de déclenchement des thyristors SCR

Il existe deux méthodes pour déclencher les régulateurs d’alimentation SCR  : le zéro de tension et l’angle de phase. Tous les thyristors SCR ne peuvent pas être déclenchés par les deux méthodes, et certaines situations dictent la méthode requise. Généralement, les éléments chauffants traditionnels sont fabriqués avec du fil Nichrome, qui prend en charge l’allumage à zéro de tension et à angle de phase. Cela vous donne de la flexibilité lors de la sélection d’un thyristor SCR pour votre système.

Avec cette flexibilité, il est important de comprendre les avantages et les inconvénients de chaque méthode de mise à feu. Comme toujours, les représentants de Watlow® connaissent bien chaque méthode et peuvent vous présenter les options pour votre situation spécifique.

Zéro de tension 

L’allumage à zéro de tension est le principe qui consiste à permettre à la totalité ou à quelques ondes sinusoïdales dans l’élément de chauffage de créer de la chaleur. Le thyristor est commandé lorsque l’onde sinusoïdale électrique passe par le potentiel zéro. En utilisant cette synchronisation, aucune interférence électromagnétique (EMI) n’est créée. Cela permet à une charge d’élément de chauffage d’être contrôlée avec précision tout en limitant un facteur de puissance faible. Cette méthode est idéale pour les éléments chauffants à résistance stable, tels que Nichrome. Cependant, il existe des limites  : la tension et le courant augmenteront et diminueront, ou seront “en phase,” et par conséquent, la limitation du courant n’est pas possible. C’est la principale raison pour laquelle la méthode zéro de tension n’est pas la méthode correcte pour contrôler les éléments chauffants à résistance variable. Autres avantages et inconvénients  :

Les pros

  • Faible EMI

  • Conduit et rayonné

  • Moins de composants

  • Temps moyen entre défaillances calculé plus élevé (MTBF) 

  • Pas de problème de facteur de puissance

Inconvénients

  • Pas de démarrage progressif

  • Pas de limitation de courant

  • Ne convient pas aux charges couplées par transformateur

Angle de phase

Le déclenchement par angle de phase est le principe de déclenchement dans l’onde sinusoïdale. Dans cette méthode, chaque onde sinusoïdale est utilisée  ; toutefois, seule une partie de cette onde sinusoïdale est utilisée. Par exemple, si la fonction requise au moment x est de 30  %, le régulateur de puissance ne sera pas conduit pour les premiers 70  % de l’onde sinusoïdale, puis sera conduit pour les derniers 30  %. Cela se traduira par une alimentation de 144 volts seulement à la charge sur une source de 480 volts. Cette méthode provoque également une tension entre le courant et le fil, ce qui permet de limiter le courant. Cela devient extrêmement bénéfique avec une technologie de chauffage non linéaire telle que le disilicide de molybdène.  L’allumage par angle de phase crée également des “harmoniques,” qui sont une occurrence fréquente lorsque la conduction commence dans une onde sinusoïdale.

Envisager un variateur d’intensité sur une ampoule. Si le variateur est réglé sur 50  %, vous entendrez probablement l’ampoule sonner ou bourdonner. L’élément secoue physiquement pour générer ce bruit. Les harmoniques peuvent être soit rayonnés (le type que vous pouvez entendre) soit conduits (envoyés à travers la ligne d’alimentation).

Chaque pièce d’équipement électronique crée des harmoniques et peut résister à une certaine quantité d’harmoniques. Cela dit, les appareils submergés par les harmoniques échoueront. Cela signifie que les lignes conduites ont besoin de – bobines, bobines, filtres, etc. technologiques supplémentaires – pour éliminer ces émissions.

Autres avantages et inconvénients  :   

Les pros

  • Option de démarrage progressif en tension

  • Charges à rapport de résistance chaud/froid élevé

  • “Résolution infinie” dans l’onde sinusoïdale

  • Limitation du courant

  • Idéal pour les charges à action rapide

Inconvénients

  • Coûteuse

  • Circuits complexes, MTBF bas

  • Distorsion harmonique élevée et EMI

  • Plusieurs unités de panneau peuvent causer des problèmes de diaphonie

  • Entaille d’onde sinusoïdale CA

Comment un thyristor affecte-t-il la durée de vie de l’élément de chauffage  ?

L’utilisation d’un thyristor à thyristor maximise la durée de vie de votre élément de chauffage en maintenant une température constante dans l’élément de chauffage. En réduisant le nombre de cycles de chauffage et de refroidissement, l’élément chauffant est soumis à moins d’oxydation.

Pensez au four de votre maison. Si vous réglez votre four à 400 degrés Fahrenheit, un grand relais qu’–un contacteur – tire et l’élément se réchauffe. Lorsque le four atteint 400 degrés, le relais se libère et l’élément commence à refroidir. Lorsqu’il se réchauffe, il se dilate. Il rétrécit lorsqu’il refroidit. Pendant la phase de chauffage, une enveloppe d’oxydation ou de rouille se forme. Pendant la phase de refroidissement, la rouille s’évapore. Chaque cycle de chauffage et de refroidissement génère une usure du fil. Cette réduction de l’élément chauffant se traduira par une durée de vie plus courte.

C’est pourquoi les thyristors donnent lieu à une durée de vie plus longue de l’élément de chauffage. L’activation et la désactivation rapides conduisent à une température plus stable, ce qui prolonge la durée de vie de l’élément de chauffage.

Quelle méthode convient à votre système  ?

Si vous êtes sur le marché d’un régulateur d’alimentation, Watlow peut vous aider à trouver la meilleure solution pour votre situation unique. Nos experts vous demanderont des détails sur le système  : ce qu’il fait, quels sont les objectifs du système, quel est le résultat souhaité  ? En fonction de l’application, notre équipe vous fournira des solutions potentielles, telles que la gamme de régulateurs d’alimentation à thyristor ASPYRE®.

Contactez Watlow dès aujourd’huiet nous trouverons la solution adaptée à votre système.