Karbid křemíku (SiC), materiál známý pro své výjimečné tepelné a elektrické vlastnosti, se stává stále populárnějším v průmyslových aplikacích, kde je vyžadována vysoká odolnost vůči teplotám a opotřebení. Jednou z klíčových aplikací SiC jsou topné elementy, které jsou základem mnoha výrobních procesů, od metalurgie po výrobu elektroniky.
Výhodou použití SiC v topných elementech je jejich energetická efektivita a dlouhá životnost. V průmyslových aplikacích, jako jsou pece pro výrobu keramiky nebo zpracování kovů, mohou tyto vlastnosti SiC výrazně zlepšit efektivitu a snížit operativní náklady. Investice do modernizace starších systémů s novými SiC topnými elementy a tyristorovými regulátory tak může přinést podstatné úspory.
Všechny prvky z karbidu křemíku postupně zvyšují svůj odpor během provozu a rychlost, s jakou k tomu dochází, ovlivňují následující faktory:
a) Specifické zatížení prvku
b) Provozní teplota
c) Atmosféra procesu
d) Režim provozu (souvislý nebo přerušovaný)
e) Typ použitého napájecího zdroje
f) Typ prvku
Hodnota odporu na konci životnosti prvku může být čtyřikrát vyšší než počáteční hodnota. Aby se kompenzoval postupný nárůst odporu prvku (stárnutí), je nutné použít vhodný regulátor výkonu, který umožňuje udržet kompenzovat tento nárůst odporu po celou dobu životnosti prvku.
Karbidu křemíku (SiC) může má mnohem vyšší odpor než kovové materiály. Odpor při pokojové teplotě je poměrně vysoký a klesá se zvyšující se teplotou na minimální hodnotu přibližně mezi 600-900°C. Při teplotě prvků nad 900°C se odpor s rostoucí teplotou zvyšuje, jak je znázorněno na obrázku.
Výzvou při používání SiC topných elementů je jejich regulace. Jak už bylo zmíněno, odpor těchto elementů se mění nejen s teplotou, ale i v průběhu času, což představuje komplikaci pro standardní systémy řízení. Tyristorové regulátory výkonu proto výužívají výkonovou vzpětnou vazbu, aby byly schopny adekvátně reagovat na dynamickou změnu odporu. Výkonovou zpětnou vazbu (Power feed-back) lze aktivovat u jednotek řady Revo C. Volit lze mezi fázovým řízením (PA - Phase Angle) nebo metodou spínání dávkou pulzů (BF - Burst Firing).
Pokud nebylo topné těleso dlouho používáno, tak se při prvním zapnutí doporučuje využít funkce vypalování topného tělesa. U jednotek Revo C lze v režimu nastavení strategie ohřevu lze vybrat a nastavit funkci “Power Ramp (SIC)”.
Po aktivaci této funkce jednotka po delší odstávce automaticky zvyšuje výkon po rampě, tak aby nedošlo k poškození tepelného tělesa nebo pojistek.
Fázové řízení je založeno na sepnutí tyristoru v určitém bodě během napěťového cyklu. Velikost této části cyklu, během níž je zůstává tyristor sepnutý, se řídí hodnotou od 0 a 100%. Tímto způsobem se efektivně mění množství energie dodávané zátěži. Výhodou fázového řízení je plynulá regulace výkonu. Nevýhodou je však generování EMI - elektromagnetického rušení. Fázové řízení generuje napěťové a proudové průběhy, které se odchylují od ideální sinusové křivky, protože zahrnují složky s vyššími harmonickými frekvencemi. Tato odchylka od čistě sinusového průběhu, známá jako harmonické zkreslení, může negativně ovlivňovat kvalitu napájecí sítě. Dále může způsobovat technické problémy u dalších elektronických zařízení připojených do stejné sítě.
Řízení výkonu do zátěže pomocí spínání dávkou pulzů (Burst Firing) je moderní metoda založená na vytváření série pulzů s různou šířkou, které ovládají množství energie dodávané do zátěže. Počet po sobě následujících cyklů ZAP pro výkon 50% lze zvolit v rozsahu 2 až 255. Tento režim používá spínání tyristoru při nulovém napětí, což nevytváří nechtěné elektromagnetické rušení.
Pro regulaci výkonu do zátěže na bázi karbidu křemíku (SiC) zapojené jednofázově doporučujeme použít tyristorový regulátor výkonu Revo C 1PH
Pro regulaci výkonu do zátěže na bázi karbidu křemíku (SiC) zapojené do trojúhelníku nebo hvězdy bez vyvedeného středu doporučujeme použít tyristorový regulátor výkonu Revo C 3PH
Pro regulaci výkonu do zátěže na bázi karbidu křemíku (SiC) zapojené do otevřeného trojúhelníku doporučujeme použít tyristorový regulátor výkonu Revo C 3PH nebo alternativně tři samostatné jednotky Revo C 1PH
