高效饱和电抗器交流调压装置

为实现炉温控制，供给电炉的交流电源电压应当是可调的。可以用双向晶闸管实现三相交流调压，也可用三相饱和电抗器实现交流调压。饱和电抗器和变压器的组合称为磁性交流调压装置。其特点是可靠性很高，无需经常维修，性能又较稳定，因此，在许多场合（如玻璃制造、机械加工等）用作炉温控制系统的交流调压装置。

如图10.8所示用饱和电抗器作为执行元件的炉温自动控制系统原理框图。检测炉温信号变换成电压后，经PID 调节器，与给定值比较后，其误差用晶闸管放大器放大，它的输出控制饱和电抗器的直流电流，从而控制其输出电压（即电炉的电源电压），实现（如真空炉、电解炉、盐浴炉等）炉温自动控制。

图10.9为交流调压器的原理线路图。由三相饱和电抗器SR 及△—Y 变压器组成。电源电压380V 接在输入ABC 端。输出端abc接（电炉）负载。晶闸管放大器的输出接SR 的输入端K 及K2，变压器也可以是△—△接法。

交流调压器的输入、输出变量及电源间关系可用图10.10表示。饱和电抗器是控制元件，输入量为直流电流Ik，电源电压U1（有效值）由380 V 电源供电，交流调压器由三相变压器将饱和电抗器输出电压变换到与负载相适应的U2值，即输出电压有效值。

图10.8　炉温自动控制系统框图

图10.9　饱和电抗器式交流调压器

交流调压器的基本特性有三种。

（1）调压特性U2＝f（Ik）。当电源电压有效值U1及负载电阻RL为额定值时，输出电压U2与输入电流Ik的关系称为调压特性，它实际上就是饱和电抗器的放大特性，如图10.11（a）所示。

（2）短路特性I2＝f（Ik），U2＝0。当负载短路时，输出电流I2与控制电流Ik关系曲线如图10.11（b）所示。(www.xing528.com)

（3）负载外特性U2＝f（I2）。保持电源电压U1及控制电流Ik为额定，输出电压U2与输出电流I2关系如图10.11（c）所示。

图10.10　交流调压器的输入、输出变量及电源关系

图10.11　交流调压器基本特性

（a）调压特性（U1，RL额定）；（b）短路特性（U2＝0）；（c）外特性（U1，Ik为额定）