用于工业炉的电加热
提高能源成本的讨论已经促使金属生产业中的供应商着眼于熔炉加热系统的控制改进。
减少能源成本一直是关注的中心，成功的公司都在通过集中投资于此来寻找提高竞争力的方式。本文旨在进一步强调节约，我们可以通过谨慎对待电能使用和分配给热处理设备的方式来实现节约。
能量监测
由于大部分金属供应和热处理加工业都要进行审查，因此有必要记录和存储批量和处理过程数据。随着简便的通讯功率表设备的出现，控制系统可以将车间能源使用率嵌入到存储记录中。通过以实时格式和历史格式访问能源数据，用户可以评估：
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整个车间即时电力需求量
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单个熔炉的瞬时电力需求量
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装炉的能源用量
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车间使用的能源用量
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客户分批作业的财政费用
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减荷的车间优先顺序
利用无线技术作为成本有效的方式，通过以太网获得和分布能源信息，在内部管理层和工程客户组之间实时共享数据。经验表明，用户有机会访问能源数据则有可能定义节约的范围
电能交换方法
除了最复杂的加热器负荷（电阻随温度变化的材料或复杂的变压器耦合负荷）之外，建议采用简单的整体循环交换方法来控制晶闸管的电能。
连续使用简单加热器的相位角（循环斩波），包括新式的碳化硅，会因为设施的不良功率系数、电源和射频干扰上的谐波干扰对用户造成损害。
图 1 说明了与单相和三相负荷相位角点火有关的典型谐波干扰。从图上可以看出，当 90 度正弦波换向时，电源中体现出高比例奇次谐波。
图 1
与相位角点火有关的不佳功率系数是能源成本的主要问题。由于大多数电气装置都是设计在标称运行设定点以大约 50% 的输出功率运行，因此当以 PA 模式运行时，电源主周期在最坏的情况即 90 度时将被中断。在这些条件下，组合功率系数可以低至 0.72，而不会高于希望的 0.95 水平。根据计量类型和电源阻抗的不同，可能会造成损害效应，使成本增加 7-10%，而对加工过程毫无益处。
两种简单的解决方案即可减少或解决由相位角晶闸管控制带来的不利情况：
1) 对于无法避免使用相位角控制的情况，采用电子电源抽头变换器能自动将功率系数和电源干扰保持在最低水平。
图 2 显示的是 4 抽头转换器控制系统的典型响应。注意比较在 50% 需求水平时高于 0.9 的大多数抽头的功率系数和在 50% 需求水平时表现出 0.72 的基本曲线。
图 2
2) 对于非复杂加热器负载，可以使用任一种整体周期点火模式（包括单周期和高级单周期交换方法）来满足大多数普通加热器的电热功率密度装载和热质特性，同时排除不良功率系数和谐波问题。
高级单周期对于短波红外负载，或需要最小化元件上电源的长时间脉冲效应的负载特别有效。
对于具有正电阻/温度系数的元件材料，还可以在元件阻力增加到对该负载施加的允许总伏特数时，使用智能晶闸管从相位角点火切换到整体周期点火。
从欧陆公司可以获得有关变更特殊加热器材料的晶闸管交换方式的优势信息。
最小化熔炉能源用量的算法和程序
长久以来大家都公认，熔炉能量状态分析可以表明熔炉性能。用户正在利用功率分布识别来根据分批类型决定加工设备的操作变化。分批式热处理周期的在线电源监控的新进展带来了熔炉电源优化解决方案，可用于均化作用、退火、规范化和类似热处理过程。
在该应用程序中，通过稳态控制算法作用于电力消耗导数可以识别原料内温度均一的点。客户使用该控制系统信息来识别达到平衡的点，以缩短加工时间，提高车间利用率。欧陆公司采用专有的算法帮助客户节约成本，同时无需添加其他工件监控传感器。
图 3 显示了在欧陆熔炉能源优化算法中用到的、与熔炉和工件温度性能有关的能源用量导数曲线。
负载分配和负载脱落技术
在大量安装了电加热热处理设备的热处理车间中，使电源波动最小化的理想方案是对独立熔炉区域或独立熔炉排序。通过采用智能晶闸管点火方法，可以选择点火模式组合，限制与任何安装有关的电源浪涌电压和即时电源加载。在该模式中，各个区将不会同时接通，并且同步独立熔炉或熔炉区电力需求量，从而均匀分布工厂电源上的负载。
下图显示的是区域排序模式以及平均设备负载后反应在电源上的整体效应。得益与此，客户可以在现有电源上运行更高的设备。
该解决方案提供的另一个好处是通过在平滑的电平上设置阈值，以中断现场最大需求量点上能源使用的偏移。在阈值电平上设置警报可以触发具有优先权的负载脱落，从而避免昂贵的超标准处罚。
工作时间以外的熔炉设定点控制
利用现代化控制系统的信息可以使热处理设备的工作时间以外设定点控制自动化。在下面的实例中，控制系统了解熔炉的动态并识别所需能源以维持用来实现操作设定点的待机设定点和所需能源。
该控制器拥有用户屏幕，允许操作员输入熔炉所需运行设定点和时间，以便熔炉在某温度时返回。该控制器利用熔炉调节信息和内部实时时钟，确保熔炉根据作业需要在运行设定点回到原位。
通过使用工作时间以外熔炉翻转 ，可以实现更稳定、可重复的能源节约。
欧陆电源控制系统专门设计用于节能程序组合。
