哈,前天才说想分享关于烤箱/蒸烤箱一体机的继电器问题,没想到这么快我就有素材了,多谢知乎ER们的分享。
为什么说是浅谈,因为我离烤箱类工程师的核心知识点还是有点距离,平时没事就去骚扰,自己偶尔也捣鼓一下,使用机器多了,自然也就对这块有了点了解,不过还真的是比较浅的了解哈。
写在最前::
1.你是否有这种感觉,烤箱使用开始温控很精准,过了保修期,比如1年,2年立马温度就不对了?2.为什么有的烤箱控温很精准,有些却幅度会大一些?它是怎么控制温度的呢?3.本文内容只针对电子控温烤箱/蒸烤箱而言,与机械控温烤箱无光。一、烤箱/蒸烤箱一体机是如何控制温度的烤箱温控系统由三部分组成:温度传感器(温度探头)、继电器(或者可控硅)和温控仪。
温度探头(好的比如NTC探头)从内腔中采集温度,然后把温度作为数值输入到温控仪中,温控仪根据自己设定好的算法来控制继电器的开合,继而控制加热管的通断电。当温度高于设定温度了,加热管就会被断电,当温度低于设定温度了,加热管就会再次通电产生热量以达到增温的目的。
由于温度会一直变化(加热管持续加热以及温度挥发——熵增定律),所以想要把烤箱的温度控制在一个很精确的位置上,则必须频繁地控制继电器的开合,比如1分钟开合一次继电器,这样的话烤箱的温度幅度会尽量控制在一个小的范围。
二、电子元件的寿命与保修时长但是继电器是有使用寿命的,目前常见的固态继电器它的寿命也就开合5W次,大概使用年限可能就1-2年时间,这要看个人使用烤箱的频率和时长了。
这是单独使用固态继电器的烤箱的一个缺点,如果想要温控精准的,它的继电器寿命就会短,如果想要寿命长的,它的温控仪算法就得拉长继电器开合的时间,但是这样的烤箱温控就不精准了。所以想要烤箱/蒸烤箱一体机温控精准就需要可控硅和PID算法的加入,这方面内容下面再写。
单独的继电器控温烤箱因为继电器的寿命所限,所以这类烤箱的保修年限一般也会跟其继电器的寿命相等,这就是典型的电子元件寿命决定产品保修时长的例证。
但是需要说明的是,目前基本上的烤箱/蒸烤箱一体机都是1年或2年的保修期,这并不意味着这些烤箱都是因为使用的是继电器控制加热管开关的,而是因为这已经成为行业标准了,其实目前大部分烤箱(部分便宜台式烤箱不包括在内)/蒸烤箱都加入了可控硅和PID算法了,其使用寿命远超保修期。
当然了,有些人可能平时不怎么用烤箱,使用率特别低,所以虽然他用的烤箱是固态继电器控制的,其使用年限也能超过了保修期的。
三、可控硅的优势可控硅主要是改变了继电器寿命短的缺陷,可控硅是通过调节发热管功率来实现温度变化的,方式有两种,一种是斩波一种是调频,它并不需要控制加热管电路的通断,只需要改变加热管在某个时间段的功率即可,可以匹配PID算法调节功率变换频次。
但是需要注意的是,可控硅需要一个非常好的散热条件,所以它的旁边肯定得有散热片的,这样才能保障机器内部的其他电子元件的安全。
可控硅一般与PID算法的温控仪结合,关于PID算法了解可以看看大神的分析:
PID控制算法原理(抛弃公式,从本质上真正理解PID控制)
当然啦,关于可控硅还有更高端的变频可控硅,通过控制加热管发热时功率的大小来调整温度变化,这就有点类似变频空调了,带有可控硅变频技术的烤箱/蒸烤箱一体机一般都是比较高端的型号了,这类产品的温控会更精准一些。
目前常见的烤箱/蒸烤箱一体机在继电器选择方面,大部分做的是固态继电器+定频可控硅的组合,因为从产品工程师的角度来说,他除了要保证机器达到设定的使用寿命(大家电一般7-10年)还要给企业省成本嘛,所以在一些不需要特别频繁调整温度的功能模式下,其是可以使用固态继电器的,比如蒸烤箱内腔壁的发热丝、冷凝水蒸发装置(恒温)、解冻等模式,在需要高精准的温度控制模式下,就启用可控硅。
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