Contrôle des résistances en graphite dans les fours à vide

• Contrôle de la puissance d’une charge triphasée de réchauffeurs en graphite, en utilisant un primaire de transformateur.
• Alarmes et diagnostic en temps réel du contrôleur de puissance et de la résistance.
• Contrôle précis de la puissance permettant de réaliser un système de contrôle du four robuste et performant.

Un four à vide est utilisé pour traiter des pièces en métal/céramique qui exigent un traitement thermique précis à une température élevée.

Le vide dans la chambre est créé par extraction de l’air et des autres gaz afin de prévenir l’oxydation et la perte de chaleur du produit et d’éliminer toutes les sources de contamination.

Les fours à vide sont utilisés dans une vaste gamme d’applications, à la fois par les industries de production et par les laboratoires de recherche. Les procédés tels que la re-cuisson, le brasage et la syntérisation, qui exigent consistance et faible contamination, sont réalisés dans un four à vide.

Un gaz inerte tel que l’argon est souvent utilisé pour refroidir rapidement les métaux traités à des niveaux non métallurgiques (inférieurs à 200°C/392°C) après le traitement désiré dans le four.

Les éléments chauffants en graphite peuvent fonctionner à plus de 2000°C (3632°F) dans une atmosphère inerte ou sous vide. C’est un procédé critique et il faut travailler en modalité automatique.

A cause des conditions opérationnelles non linéaires et non ordinaires, le contrôleur de puissance doit être intelligent et conçu pour opérer en tenant compte de conditions particulières.

Courbe de la valeur résistive du graphite

Elle diminue d’environ 20% de 20° C à environ 500° C, et elle augmente jusqu’à 3000° C quand elle peut être 1,4 fois la valeur mesurée à 20° C.

Tension de travail du réchauffeur en graphite 24-70 Vca

L’utilisation d’un transformateur avec 380/480 Vca est exigée. 24/70 Vca

Maintenance préventive

Diagnostic en temps réel du réchauffeur et du contrôleur de puissance en vue de prévenir les dommages, tels que les courts-circuits, l’identification des réchauffeurs dégradés et de garantir en conséquence le bon fonctionnement de l’installation.

Fonctionnalités du produit GPC

Contrôle du courant de 30 à 600 A max 690 Vca 1-2-3 phases

• Modalité de contrôle configurable des SCR pour les adapter aux différentes courbes de résistance des réchauffeurs, y compris la limite de courant et la rétroaction de puissance
• Contrôle sur deux ou trois phases de la charge triphasée
• Connectivité : tous les bus de champ Ethernet utilisés le plus couramment
• Signal d’entrée : manuel, 0-10 V / 4-20 mA, et à travers un bus de champ
• Configuration du contrôleur de puissance à travers un ordinateur et/ou une console portable

Entretien prédictif et diagnostic

• Monitorage continu de la température des bornes d’alimentation et du contrôleur à travers 12 thermistors intégrés
• Alarme d’interruption du réchauffeur et stratégie de contrôle de la puissance en cas d’interruption partielle de la charge personnalisée
• Monitorage de la tension de ligne, de la fréquence de ligne, du courant de charge, de l’impédance de charge et de la puissance de charge.

Le contrôleur de puissance GPC est en mesure de piloter le primaire du transformateur qui, à travers le secondaire, alimente la charge triphasée des résistances en graphite

Fonction de contrôle : rétroaction en puissance.

Pour maintenir la constance de la puissance transmise au réchauffeur (figure 2), en compensant la variation de la tension et la variation de la valeur ohmique (jusqu’à +30%) due à l’oxydation du réchauffeur et à d’éventuelles interruptions partielles ou totales d’une branche de la charge triphasée.

Démarrage progressif

Nécessaire quand les réchauffeurs sont froids afin d’éviter d’endommager les réchauffeurs en graphite.

Contrôle du primaire du transformateur

Pour éviter le “courant d’appel” dans le transformateur qui peut initialement correspondre à 6-10 fois la charge nominale.  Une fonction de déclenchement retardé dédiée introduit un retard sur le premier cycle (comme le montre la figure suivante) en vue de permettre l’épuisement du magnétisme résiduel. (Figure 3)

Maintenance préventive

Un problème tel que la connexion de câbles desserrés peut avoir de graves conséquence avec le temps. Si on néglige de contrôler la chaleur au niveau de la connexion des câbles de puissance mal serrés, ceux-ci peuvent commencer à fondre ou à produire des étincelles, qui risquent de se transformer en flammes.  La lecture des valeurs de la température des connexions de puissance, disponible sur GPC, permet de révéler d’éventuelles conditions d’anomalie.

Auto-apprentissage du point de consigne d’alarme de rupture de charge

 La limite d’alarme HB dépend du type de connexion de la charge et du mode d’allumage. En outre, ces seuils peuvent varier selon la phase contrôlée.

• Une fonction d’auto-apprentissage est disponible pour configurer automatiquement les limites d’alarme, de façon simple, rapide et sûre.
• Le GPC démarre automatiquement une procédure de lecture du courant avec une liste de la valeur en % de la puissance fournie et configure automatiquement le seuil adéquat.

Configuration optimale

Le contrôle de deux phases par charge triphasée (Figure 4) offre des avantages en termes de coût par rapport au contrôle à 3 phases. Il permet en outre d’économiser de l’espace dans l’armoire électrique et de réduire la chaleur produite par les thyristors.