De vermogensregelaar is een discreet uitvoerapparaat dat uw systeem regelt onder begeleiding van de temperatuurregelaar. Er zijn drie gemeenschappelijke vermogensregelaars: elektromechanische relais, halfgeleiderrelais en siliciumgestuurde gelijkrichters (SCR's).
De eerste maakt gebruik van magnetische apparaten om vermogensschakeling te activeren. De laatste twee gebruiken halfgeleiderelektronica om de schakelfunctie te beïnvloeden. Er zijn ook hybride systemen en variaties van SCR's.
De selectie van een specifiek type vermogensregelaar is afhankelijk van de gebruikte besturingsmethode. Het kan ook afhankelijk zijn van de stroomvereisten van het systeem, de mate van temperatuurregeling, het type verwarming en de levensduurvereisten. Hieronder vindt u een korte beschrijving van elk hoofdtype en het gebruik ervan.
Elektromechanisch relais
Deze contactor, of relais, is een elektrisch en mechanisch apparaat met bewegende delen. Wanneer de relaisveldspoel van stroom wordt voorzien, wordt contactsluiting gemaakt door de beweging van het ’gemeenschappelijke“ contact”van het relais.
Omdat deze contactor bewegende delen heeft, is deze gevoelig voor trillingen of mechanische storingen. Het sluiten van de contacten wanneer deze van stroom zijn voorzien, leidt tot een contactstoring. Bovendien zal de materiaaloverdracht, als gevolg van vonkoverslag over de metalen contacten wanneer deze samenkomen, uiteindelijk leiden tot het samenlassen van de contacten.
De verwachte levensduur van een mechanisch relais van hoge kwaliteit is ongeveer 100.000 cycli, voor een volledige nominale belasting. Voor een derde nominale belasting is het maar liefst 1.000.000 cycli. Het gebruik van contactoren om verwarmers te regelen verkort de levensduur van de verwarmer in vergelijking met andere schakeltechnologieën zoals SCR's als gevolg van thermische cycli.
Elektromechanische contactoren zorgen voor een positieve stroomonderbreking. Dit is belangrijk in veel circuits. Alle veiligheidslimietregelaars zijn vereist om een fysieke onderbreking in de stroom van energie naar het systeem mogelijk te maken met behulp van een elektromechanische schakelaar. Dit contrasteert met solid-state apparaten, die bijna altijd een kleine hoeveelheid lekstroom hebben.
De meeste Watlow-controllers kunnen worden besteld met mechanische relais.
Solid State-relais
Solid-state schakelinrichtingen hebben geen bewegende delen en daardoor geen mechanische storingen. Solid-state schakelaars zijn bestand tegen schokken en trillingen. De afwezigheid van bewegende delen maakt ze ook geluidloos (ze produceren geen hoorbaar geluid).
De belangrijkste factor die de levensduur beïnvloedt, is de omgevingstemperatuur. Solid State-apparaten zijn zeer duurzaam als ze worden gebruikt bij toelaatbare omgevingstemperaturen. Als de warmte die door een vastestofcomponent wordt gegenereerd niet wordt afgevoerd, wordt deze snel vernietigd. Locatie en warmteverzinken moeten adequaat zijn.
Watlow solid state-relais accepteren een tijdgeproportioneerd of aan/uit-signaal van een controller. Het verandert van status bij nul volt, in een proces dat bekend staat als burst-fring.
De units zijn ook optisch geïsoleerd, wat betekent dat het uitgangscircuit wordt bekrachtigd door infrarood licht dat een lichtgevoelig apparaat raakt. Dit minimaliseert elektrisch gegenereerde ruis, plus output om elektrische isolatie in te voeren. Solid-state relais kunnen werken met veel snellere cyclustijden dan elektromechanische relais. Daarom kunnen ze worden gebruikt waar extreem strenge procescontrole vereist is.
Een nadeel van solid-state relais is dat ze geen positieve circuitonderbreking geven. Ze hebben ook relatief hoge initiële kosten en kunnen in een storingsmodus komen wanneer ze verkeerd worden toegepast of worden blootgesteld aan overschatte omstandigheden. Als de systeemverwarming kortsluiting maakt, kan dit een burn-out van de schakelaar veroorzaken. Andere storingsmodi zijn onder meer een vermindering van de schakelmogelijkheden en een storing veroorzaakt door lijntransiënten en inductieve belastingen.
E-SAFE-relais®
Het E-SAFE®-relais (STOPGEZET) is een hybride relais met lange levensduur. Het maakt gebruik van een mechanisch relais, met een triac (een elektronische component met drie klemmen die stroom in beide richtingen geleidt wanneer deze wordt geactiveerd) parallel om de belasting op het nul-kruispunt in de sinusgolf in en uit te schakelen.
Zodra de triac gedurende één cyclus is ingeschakeld, wordt het mechanische relais bekrachtigd om de stroom door te voeren tot de uitschakelsequentie. Op dit punt wordt de triac weer gedurende één cyclus ingeschakeld en vervolgens bij het nulkruisje uitgeschakeld. Hierdoor worden de contacten van vonkbogen verwijderd en wordt de levensduur van het mechanische relais aanzienlijk verlengd.
Siliciumgestuurde gelijkrichter (SCR)
De siliciumgestuurde gelijkrichter (SCR) is een solid-state schakelapparaat dat kan schakelen tot een belasting van 1200 ampère. Een correct gekozen SCR kan de systeemkosten verlagen door de levensduur van de verwarmer en de regelbaarheid van het proces te verbeteren.
Watlow SCR-vermogensregelaars kunnen ingangssignalen met tijdverhouding (aan-uit) en procesingang (4-20 mA of 1-10 VDC) van elke temperatuurregeling accepteren. SCR's die tijdgeproportioneerde signalen accepteren, worden over het algemeen “vermogensschakelaars genoemd.” SCR's die processignalen accepteren, worden over het algemeen “vermogensregelaars genoemd.” Ze regelen het vermogen via twee methoden voor het afvuren, fasehoek en variabele, op tijd gebaseerde burst-afvuren.
Het voordeel van SCR-vermogensregelaars is hun flexibele invoeropties en gebrek aan bewegende onderdelen. Ze bieden ook een lange levensduur, verbeterde regelbaarheid en een enorme huidige verwerkingscapaciteit.
Een Watlow SCR kan de systeemprestaties verbeteren met een langere levensduur van de verwarmer door de snelle schakeling die een SCR biedt. Alle SCR's, inclusief Watlow ’s, vereisen een goed koellichaam. Warmte is het onvermijdelijke bijproduct van solid-state vermogensschakeling.
Vergelijking vermogensregelaar
Watlow produceert een breed scala aan solid-state relais en SCR-vermogensregelaars om te voldoen aan bijna alle stroomschakelbehoeften. Elk product wordt vervaardigd volgens de hoogste normen van betrouwbaarheid en prestaties.