GBC2M-3 系列可控硅調壓調功器是運用數字電路觸發可控硅實現調壓和調功。調壓采用移相控制方式，調功有定周期調功和變周期調功兩種方式。該控制板帶鎖相環同步電路、上電緩起動、緩關斷、散熱器超溫檢測、恒流輸出、電流限制、過流保護。該控制板的觸發有兩種方式：直接觸發可控硅模塊、觸發移相型固態繼電器。GBC2M-3 控制板的特點：十位A/D，輸出線性化程度高，輸出起控點低。
GBC2M-3 系列單相電力調整器（說明書中簡稱GBC2M-3 整機）由GBC2M-3 觸發板、GBC2M-3 散熱器、風機、外殼等組成。核心部分使用GBC2M-3 控制板；散熱系統采用高效散熱器、低噪音風機。整機帶有控制板所有的功能。整機電流容量從30A 到800A 等多個等級。
該電力調整器與帶0-5V、4-20mA 的智能PID 調節器或PLC 配套使用；主要用于工業電爐的加熱控制。
一.技術規格
1．負載電源
220V, 380V AC ±10% 50HZ
2．電源頻率
50HZ
3．電流容量
30, 50, 80, 105, 175, 255 A
4．控制板電源
220V, 380V AC ±10% 50HZ, 要求與負載電源同相位
5．控制板功耗
zui大為5W
6． 風扇電源（根據型號配備）
電壓：220V AC 電流：0.5 A 以下
7． 控制輸入
4~20mA DC 輸入, 接收阻抗120Ω
0~10V DC 輸入, 輸入電阻> 450KΩ
8．LED 狀態顯示
輸入指示LED 燈： 綠色，輸入線性亮度指示
三色狀態LED 燈： 綠色，運行（有輸出）
黃色閃爍，待機（無輸出）
紅色，過流報警
紅、綠交替閃爍，散熱器超溫報警
9． 控制方式
調相控制：連續調壓
調功控制：阻性過零調功，感性調功
10．調節輸出分辨率
調相0.1°,調功20ms
11． 移相范圍
0~175°
12． 驅動輸出
配調相型固態繼電器
電壓：12V 可變寬度脈沖
電流：20mA zui大
13． 手動方式
外接10KΩ電位器調整
14． 軟啟動時間
相角控制時，P3 電位器調整。調整范圍：0.2～120 秒
15． 軟關斷時間
相角控制時，固定為10 秒
16． 電壓限制
板內P1 電位器或外接10KΩ電位器調整。調整范圍：0～
17．電流限制（選件）
配CT 電流互感器，外接10KΩ電位器調整。調整范圍：20%～
取消電流限制：CT 輸入端懸空或將外接電位器調至zui大
18．過電流報警（選件）
配CT 電流互感器，板內P2 電位器調整。調整范圍：～150%
過流設定：SW1-1 = OFF，設定過流值，板內P2 電位器調整
過流報警：SW1-1 = ON，啟動過流報警，過流時報警動作
動作時間：< 20ms
19． 散熱器超溫保護
75℃溫度開關，常閉接點
動作時間：< 20ms
20． 報警輸出
當散熱器超溫、負載過流時動作
規格：1 個常開接點，1A 250V AC 純阻
21． 急停
報警動作時，控制輸出急停
動作時間：< 20ms
解除: 報警解除后，進入待機狀態或重新上電解除
22． 起動/停止開關
外接開關
RS 端：CN2-6 端子，GND 端：CN2-7 端子
RS - GND 端：無電壓接點輸入
短路：緩關斷, 開路：緩起動
23． 調功/調壓切換（選件）
外接開關
USER（U1）端：CN2-8 端子，GND 端：CN2-7 端子
USER（U1） - GND 端: 無電壓接點輸入
開路：調功, 閉合：調壓
24． 工作環境和存儲溫度
溫度范圍：0~40℃
濕度范圍：90% RH zui大，無結露
海拔高度：2000m 以下
存儲溫度：-10 ~ +60℃
其它要求：通風良好，不受日光直射或熱輻射，無腐蝕性、可燃性氣體
25． 安裝形式和要求
壁掛式，垂直安裝
26． 絕緣電阻/介電強度
絕緣電阻： 模塊輸出端與外殼，500VDC 20MΩzui小
控制板電源端與外殼，500VDC 20MΩzui小
控制輸入端與外殼，500VDC 20MΩzui小
控制板輸入端與電源端，500VDC 20MΩzui小
介電強度： 模塊輸出端與外殼之間，2000VAC 1 分鐘
控制電源端與外殼之間，2000VAC 1 分鐘
二. 安裝及使用須知：
使用前請認真閱讀本說明書，嚴格按要求接線使用。
本電壓調整器是壁掛式，垂直安裝在通風良好，不受日光直射或熱輻射，無腐蝕性、無可燃性的環境中。
負載應無短路、局部放電打火等現象，絕緣良好。
特別指出：變壓器負載不能空載或輕載調試。
散熱器超溫保護后，如要運行，需排除故障后，再送電運行。
在使用過程中若發生過流現象，應首先檢查負載有無短路等故障。
過流保護：一般地說，過流保護不能*避免負載短路造成的設備損壞,不能代替快速熔斷器。
負載短路保護：用戶需外配快速熔斷器作為短路保護，一般按額定負載電流的1.5 倍選擇。
三． 裝箱清單表
GBC2M-3 整機一臺, 10K 電位器（含刻度盤）一套, 說明書1 份
四．選型單
| 項目 | 型號代碼 | 規格 | |||||
| 單相 電力 調整器 | GBC2M-3- | 基本功能：移相調壓, 鎖相環同步，寬脈沖觸發 調節分辨率：0.1°（調壓）, 20ms（調功） 緩起動時間：0.2~120秒可調 緩停時間：10秒 報警輸出：常開接點 1A 250V AC 環境溫濕度：0~40℃，90%RHzui大 | |||||
| 1．控制輸入 | 4 | 4~20 mA DC,接收電阻:120Ω | |||||
| 5 | 0~5 V DC, 輸入電阻:10KΩ | ||||||
| 10 | 0~10 V DC, 輸入電阻:10KΩ | ||||||
| 2．觸發方式 | | | |||||
| T- | 觸發反并聯可控硅 | ||||||
| | | ||||||
| 3．電流容量/參考尺寸 （控制板選型不含此項） | 010 - | 10A 220長×124寬×167高 | |||||
| 020 - | 20A 220長×124寬×167高 | ||||||
| 030- | 30A 220長×124寬×167高 | ||||||
| 040- | 40A 220長×124寬×167高 | ||||||
| 050- | 50A 220長×124寬×167高 | ||||||
| 080- | 80A 245長×162寬×200高 | ||||||
| 125- | 120A 245長×162寬×200高 | ||||||
| 175- | 175A 290長×164寬×258高 | ||||||
| 255- | 255A 290長×164寬×258高 | ||||||
| 300- | 300A 320長×175寬×300高 | ||||||
| 350- | 350A 320長×175寬×300高 | ||||||
| 400- | 400A 400長×175寬×350高 | ||||||
| 500- | 500A 400長×175寬×350高 | ||||||
| 4．電流限制和過流報警 （選件） | N- | 無 | |||||
| C- | 帶電流限制功能和過流報警 | ||||||
| 5．調功方式 （選件） | U00 | 無 | |||||
| U01 | 阻性調功 | ||||||
| | | ||||||
五．訂貨說明:
1．電力調整器電流容量選擇參考
一般純阻負載：所選電力調整器的電流容量應大于負載zui大電流。
硅碳棒負載：當取消變壓器時，硅碳棒應串聯，使之能夠承受電源電壓的70%~80%以上。硅碳棒在700~800
℃存在負阻區，所選電力調整器的電流容量應大于負載電流1.7 倍以上。
電熱管負載：易受潮、局部短路等，所選電力調整器的電流容量應大于負載電流1.7 倍以上。
變壓器負載：應帶電流限制功能，所選電力調整器的電流容量應大于負載電流2~2.5 倍以上。
2. 定貨例：GBC2M-3-4T-080-N-U00
含義解釋：4~20mA 控制信號輸入，電流容量80A（純阻負載zui大電流80A；硅碳棒負載、電熱管負載zui大電流48A；變壓器負載zui大電流32A）。
六．電器原理圖框圖（參考尺寸）
不應出現突跳、抖動或變化趨勢與輸入信號不成線性關系等現象。可按zui簡接線圖（見下圖）接線，進行自動或手動調試。負載電源應與調壓器控制板電源筒相位。
注意：使用控制板時應當注意觸發方式，另外不使用溫度開關溫度開關輸入2個端子必須短路。
兩種觸發方式接線圖:
七. 接假負載調試
為調試可靠、順利地進行，一般先接假負載（如：100～200W燈泡、電爐等）。負載電壓變化應連續、均勻、平穩，不應出現突跳、抖動或變化趨勢與輸入信號不成線性關系等現象。可按zui簡接線圖（見下圖）接線，進行自動或手動調試。負載電源應與調壓器控制板電源筒相位。
27． 自動調試: 將儀表4~20mA 的輸出信號接到C1、C2 端，R1、R2 短路，按上圖的自動控制接線。輸入變化信號逐步增大時，綠色輸入燈亮度和負載電壓應隨輸入增加。
28． 手動調整：外接10KΩ手動電位器。電位器的兩個固定端分別接V0、GND 端，滑動端接R2 端，按上圖的手動控制接線。調整手動電位器，負載電壓調整范圍為0～。此時，負載電壓應均勻變化。
29． 上電緩起動時間：調整控制板內的P3 電位器，啟動時間0.2～120 秒用戶可設。
注：空載調試所測得的輸出電壓無效。
八. 接實際負載調試
假負載調試通過后，再接實際負載調試。對于變壓器負載，變壓器的二次側不能空載開路，必須加實際負載。加電前，需檢查負載絕緣強度，有無短路、接觸不良等現象。檢查調壓器安裝位置是否合適，機柜通風是否良好等。控制板電源電壓應與負載電壓同相位，電壓應符合要求。逐步增加控制輸入信號或調整手動電位器，使負載電壓從小到大逐步增加。若發現異常，需停機檢查。負載的zui大電壓取決于新電爐的烘爐情況，負載特性，爐溫高低，負載電流大小等情況。變壓器負載若發生磁飽和時，負載zui大電壓也受限制。
九．控制板常見接線組合
下圖列出了常見的接線組合，供設計時參考。
十．電流限制（選件）
參照接線組合圖（上圖）的組合方式4 或6，接實際負載調試：
30． 先將限流電位器調至不限流位置，R3 與GND 間電壓約為5V。
31． 手動給定負載電流值后，調限流電位器直到負載電流值剛開始下降，電流限制即調好。
32． 調功方式時，zui大電流限制功能被取消。
十一. 過流報警（選件）
參照接線組合圖（上圖），接實際負載調試：
DIP 功能開關SW1-1 的設置
８
SW1-1：ON，過流報警方式
SW1-1: OFF，標定過流報警值
n 過流報警值的標定方法
一般，選取過流報警值為zui大負載電流的1.3 倍。按過流報警值的1/2 進行標定。
1. 設SW1-1 為OFF。
2. 手動調節負載電流，達到過流報警值的1/2。
3. 調整控制板內P2 電位器，使狀態燈由綠變成黃色，標定完成。
例如：若zui大負載電流為100A，過流報警值選130A，而按過流報警值的1/2 即：65A 標定。
n 過流報警
1. 設SW1-1 為ON
2. 運行中，負載電流大于過流報警值時，過流報警動作：調節輸出急停、報警輸出接點吸合、狀態指示燈
為紅色。
例如：若zui大負載電流為100A，過流報警值選130A，按65A 標定。SW1-1 為ON，運行過程中，負載電
流大于130A 時，過流報警動作。
n 調功方式時過流報警值的標定
調功方式的過流報警值必須在調壓方式下進行標定。標定后，再轉到調功方式。
n 過流報警的復位
過流報警保護時,狀態燈變成紅色,繼電器動作吸合、輸出停止。需檢查過流原因排除故障后再啟動。復位方
法：1）斷電后重新上電運行或2）閉合起停開關,置待機狀態，黃燈閃爍；斷開起停開關,系統運行，綠燈亮。
n 注意事項
由于實際負載冷熱阻變化、負載老化、變壓器負載、上電浪涌電流、瞬間電流異常等因素，過流保護動作靈
敏度過高容易造成誤動作。進一步可微調P2，反時針調整靈敏度高，動作提前；順時針調整靈敏度低，旋到極限位置時（或置SW1-1 為OFF 時）保護被取消。因為過流保護并不能取代快速熔斷器的作用，所以用戶應自行外配快速熔斷器，容量應為負載zui大電流的1.5 倍左右。
注：電流限制、過流報警選件均是通過選件“C”一個選件實現，過零調功時無電流限制功能。
十二．調試中的問題及故障排除
當用戶系統出現故障時，首應判斷故障的部位，應將儀表、調壓器和負載的問題分開處理。
n 負載無輸出
1. 檢查電源：控制板、負載電源是否正常，快熔是否燒斷。
2. 檢查負載：負載是否開路或接線有問題。
3. 檢查控制板狀態燈：綠色，運行狀態；黃色閃爍，待機狀態（無輸出）；紅色，過流報警（無輸出）；紅、黃閃爍，
散熱器超溫報警（無輸出）；黃色常亮，控制板故障；不亮，控制板未供電或有故障。
4. 檢查控制板輸入指示燈：綠色，亮度應隨輸入信號變化。
5. 檢查控制板P1 電位器的位置：順時針調整，輸出電壓增加。
6. 檢查控制板R1、R2 短路片：自動控制時，R1、R2 短路片應接好。
7. 檢查輸入信號：范圍，4~20mA。輸入信號> 5.6mA, 極性是否接反。
8. 檢查控制板R2 端：R2 輸出0~5V（隨輸入信號4~20mA 變化）。
9. 檢查控制板RS 端：RS、GND 端短路，待機狀態（無輸出），狀態燈黃色閃爍。
10. 檢查電流限制電位器：是否限流值調得太低。
n 負載電壓不正常
1. 檢查電源：控制板、負載電源是否正常。控制板電源應與負載電源同相位。
2. 檢查負載：是否空載、輕載運行。變壓器負載：二次側不能空載，必須帶全載。
3. 手動檢查：若手動控制正常，初步判斷調壓器沒有問題。否則，接假負載繼續檢查。
4. 自動檢查：控制輸入變化4~20mA 時，R2 端的電壓變化范圍應為0~5V。
5. 輸出電壓只能調到負載電源的一半：調壓器的晶閘管模塊損壞一半。
6、負載電壓為zui大不受控
輸出始終為zui大，無論是手動還是自動都不可調，可能原因：
1． 可能負載開路或未接負載
2． 調壓器的晶閘管模塊擊穿損壞。晶閘管模塊輸出端的電阻一般大于500KΩ。
開始運行正常，一段時間后，輸出始終為zui大。無論是手動還是自動都不可調。關機后、再開機，又可正常運行。
可能原因：
1. 環境溫度過高。
2. 負載*過流。負載瞬時過流造成晶閘管模塊熱擊穿。
n 接假負載按zui簡接線調試
若故障部位不易判斷，可采用假負載調試法，假負載一般為100~200W 的燈泡。
1． 手動調節正常：初步判斷調壓器正常，懷疑負載有問題。需檢查負載電源電壓、保險絲和接觸不良、斷線、短路、絕緣下降、放電打火等問題。
2． 手動調節正常，自動不正常：若控制輸入4~20mA 電流不正常，需進一步檢查儀表；否則，需檢查
P1 電位器是否將電壓限幅調得太低，R1、R2 短路片是否接好。
3． 手動、自動調節都正常：判斷調壓器沒有問題。
十三．加熱器特性
十四. 不同負載的控制策略
1． 變壓器控制:a）變壓器的設計容量不足，造成當電流增加到一定程度時變壓器鐵芯飽合，導致電流劇增、波形畸變、損壞器件。需重新設計變壓器，或加負載zui大電流限制功能。b）運行過程瞬間斷電后又上電等，造成上電時的磁通極性與剩磁極性（固有剩磁和瞬間斷電正在衰減的磁場）的“撞車”，產生危害性沖擊電壓、電流。所以電感負載尤其是變壓器，應采用上電緩起動，逐步順磁和緩關斷逐步衰減磁場。c） 變壓器為感性負載，窄脈沖觸發不可靠。脈寬可變直流觸發技術，能提供負載電流到達晶閘管擎駐電流的足夠時間，確保可靠觸發。注：變壓器負載不能空載調試、運行。
2． 純金屬類：硅鉬、鉬絲、鎢、白金、石墨等負載冷態電阻小，低、中溫段需限壓和限流；隨著溫度增高，電阻按線性增大，在高溫段反而需增加負載電壓。GBC2M-3調壓器的電流限制功能，是專門為這類負載設計的。此外，帶有多組PID 和調節輸出限幅的儀表，也可控制負載電流。例如：島電的FP21、SR253、FP93 等可設計低、中、高溫區的調節輸出限制。
3． 硅碳棒: 一般采用緩起動> 1 分鐘或更長和電流限制，避開在700℃附近負阻的沖擊電流（新棒更明顯）。
4． 恒阻（泛指冷熱阻變化小的負載）：控制策略較簡單，可采用過零調功方式，克服調壓方式功率因數低、污染電網的缺點。周期過零（占空比控制），一般采用大功率SSR 實現。周波過零調功，負載電流以全正弦波為單位均勻分布，多臺設備運行時，總動力電流相對均衡（避免了周期過零方式電流集中），改善爐溫均勻性，避免了電流表撞針，重要的是：提高了電源利用率和避免電力設備增容，節電效果十分明顯。GBC2M-3 是調功調壓一體化設計，既可調壓也能調功（周期和周波過零兩種方式），可滿足不同的控制策略。
十五.GBC2M-3 控制器的基本特性圖示:
十六.調功、調壓一體化技術（選件）
調壓方式具有負載電流沖擊小、適合變壓器控制等特點，但不可避免產生電源污染和降低電網功率因數。過零調
功方式避免了調壓方式的不足，但無法限制電流，負載沖擊電流較大，GBC2M-3的調功調壓功能提供了兩者優點的結合，
可根據負載情況方便地切換這兩種工作方式。
USER（U1）外部開關設置：開路時，為調功；短路時，為調壓。
