產品概述：

GPC功率控制器對碳化硅加熱器進行精準的功率控制，實時診斷和預測警報功能，確保設備過程加熱的穩定。

01 工藝過程

低壓壓鑄（LPDC）是一種廣泛應用于鋁合金、鎂合金等低熔點合金鑄造的工藝（鋁或其他合金的重量通常在2-150公斤之間），其核心優勢在于低廢料率、高機械性能及復雜鑄件成型能力，典型應用包括汽車輪轂、航空航天部件等。

熔融合金（通常在700-740°C之間）被倒入位于模具下方的加壓爐中，進料管從爐子延伸到模具底部。坩堝中的金屬表面由相對低壓的干燥空氣（通常在0.1-1bar）來克服模具與液態合金表面之間的金屬壓力差。

圖1 工藝過程

02 產品挑戰

為了將坩堝中熔融金屬的溫度保持在700-740°C（1300°F）左右，需要使用碳化硅加熱器。碳化硅元件材料在低溫下過大的電流沖擊會引發元件斷裂，傳統硬啟動方案不適用。

由于線路松動、過熱等情況可能引發火災，電源功率控制器需具備實時診斷與預測性維護功能以規避停機風險。

圖2 碳化硅電阻曲線

● 碳化硅抗性曲線

碳化硅電阻值隨溫度劇烈波動：低溫20°C至中溫（600-800°C）時下降約3-4倍，高溫（1600°C）時又回升2倍。此外，長期老化導致電阻值可能增加10倍，需動態調整功率輸出。

● 加熱器工作電壓70-200Vac

需要變壓器380/480Vac，70/200Vac。

● 預測性維護

實時診斷加熱器和電源控制器，以防止損壞、短路而導致的設備停機。

03 產品優點

GPC功率控制器

●可配置SCR（晶閘管）觸發方法

●可配置控制模式，以適應不同加熱器的電阻曲線，包括電流限制和功率反饋

●三相兩腳或三腳控制

●支持以太網現場總線

●手動輸入信號：0-10V/4-20mA

●PC和/或手持終端配置電源控制器

圖3 GPC功率控制器

診斷和預測性維護

●通過12個嵌入式熱敏電阻對控制器的電源端進行持續溫度監測。

●加熱器斷電警報和定制的電源控制策略，以持續供電給加熱器。

●監測負載線路的電壓、頻率、電流、阻抗和功率，保障加熱器持續供電。

04 解決方案

GPC電源控制器可以提供SCR所需的控制模式，并驅動變壓器。

功率反饋和電流限制的控制功能

為了使傳遞到加熱器的功率保持穩定，同時保護加熱器在初始階段避免搜到過大電流的影響，采用了具有電流限制功能的軟啟動。主要是通過功率反饋來補償線路電壓隨時間變化的電阻。

變壓器控制：延遲觸發

變壓器要避免“浪涌電流”，其初始值可為額定負載電流的6-10倍，專用延遲觸發功能將在第一個周期插入。

圖4 功率反饋方案

預測性維護

比如電纜連接松動的問題，長期來看可能會產生嚴重后果。如果不加以控制，連接處的溫度會升高，導致電纜熔化或產生火花，進而引發火災。GPC提供的預測性維護功能可以測量所有電源控制的過溫情況，以防止危險狀況的發生。

自學習加熱器斷電警報設定值

HB報警限值取決于負載類型、連接/點火模式。

●可使用自動報警功能進行簡單、快速和安全的配置。

●GPC自動啟動電流監測程序，獲取功率輸出百分值，并自動設置合適的限值。

最佳配置

與三腳控制相比，三相負載的兩腳控制具有成本優勢。不僅節省了控制柜的空間，還減少了晶閘管產生的熱量。

圖5 三相兩腳控制