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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳英賓
論文名稱:玻璃熔爐電源供應系統效率之研究
論文名稱(外文):A Study of Power Source Efficiency for Glass Melting Systems
指導教授:王朝興王朝興引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:玻璃熔爐系統模擬電路PSpice電力輸送銅排
外文關鍵詞:Glass melting systemSimulating circuitsPSpicePower feed bus bar
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本研究探討玻璃熔爐加熱系統之用電效率,藉此了解此加熱系統各元件如變壓器、電力輸送銅排之長度、配置與系統效率之關係、作為提升加熱系統效能之依據。本文首先找出可能影響玻璃熔爐加熱系統效率之因子,並利用電力品質分析儀,得到電路相關之數值,再經由分析實驗之數據,得知此系統之電氣特性,及其各項相關數值,並利用這些數值,建立一等效電路模型,以此做為電路模擬分析使用,同時利用PSpice電路模擬軟體模擬此等效電路,再將量測之數值代入,並比對模擬輸出波形與實際量測波形之差異,藉以驗證此一等效電路模型之正確性。因此就可以透過此一近似等效電路,得知影響玻璃熔爐加熱系統用電效率之因子,作為改善熔爐加熱系統用電效率之參考,此外、由實驗發現電力傳輸銅排的長度與轉彎處會造成電力傳輸效率降低,本文實驗結果可供未來新建玻璃熔爐加熱系統之電力輸送銅排路徑規畫之依據。
This thesis investigates the efficiency of consuming power for glass melting systems. In this paper, we study the efficiency of the transformer in the glass melting system and attempt to find out the relationship between the power feed bus bar and the system efficiency. It is found that the length of the power feed bus bar and its joints remarkably reduced the system efficiency. This study also find out other factors which affect the efficiency of the system, and use the power quality analyzer to measure the voltage, current, and power from the field. Then we use these measurement results to create an equivalent circuit for the purpose of simulation. A simulation software “PSpice” is used to run a simulation with the parameters that were calculated by the previous measurement. By comparing the difference of output waves between the simulation result and field measurement, we verify the accuracy of the created equivalent circuit. This study also indicates how many reactive power created by every one meter power feed bus bar and how many power consumed by each joint of the bus bar. These results will help to build a more efficiency glass melting system.
目 錄
摘 要 i
Abstract ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 ix
第一章 緒論 -1-
1.1 研究背景與動機 -1-
1.2 研究目的 -2-
1.3 研究方法 -2-
1.4 文獻探討 -3-
1.5論文組織架構 -4-
第二章 玻璃熔爐系統相關裝置之探討 -5-
2.1 後段熔爐電力及控制系統簡介 -6-
2.2 SCR輸出電壓有效值之計算 -15-
第三章 加熱系統之量測參數 -23-
3.1 加熱系統之量測 -24-
3.2 系統效率之量測參數 -33-

第四章 銅排阻抗之量測及系統等效電路之建立 -36-
4.1 銅排電阻及接觸電阻之量測 -36-
4.2 電力品質分析儀進行迴路阻抗之量測 -50-
4.3 等效電路之建立 -61-
4.4 實驗結論 -64-
第五章 模擬電路分析 -65-
5.1. 建立模擬電路 -65-
5.2. 模擬資料 -67-
5.3. 模擬結果 -69-
第六章 結論與未來研究方向 -71-
6.1 結論 -71-
6.2 未來研究方向 -71-
參考文獻 -73-

圖目錄
圖2.1 玻璃基板製造流程圖 -5-
圖2.2 大型後段熔爐加熱器電力單線圖 -7-
圖2.3 小型後段熔爐加熱器電力單線圖 -7-
圖2.4 小型後段熔爐加熱器等效電路圖-8-
圖2.5 大型熔爐之電壓相位圖 -11-
圖2.6 大型後段熔爐加熱器等效電路圖 -11-
圖2.7 大型熔爐之電流相位圖 -12-
圖2.8 後段熔爐加熱系統控制迴路圖 -14-
圖2.9 SCR溫度控制器控制電路圖 -14-
圖2.10 SCR截波輸出波形圖 -15-
圖2.11 觸發角度α與截波常數Kp之曲線圖 -22-
圖3.1 變壓器輸出功率-效率曲線圖 -28-
圖3.2 玻璃加熱爐系統之變壓器及輸電銅排之配置圖 -29-
圖3.3 硬銅排 - 硬銅排之連接圖 -30-
圖3.4 硬銅排 - 軟銅排之連接圖 -30-
圖3.5 輸電銅排效率圖 -33-
圖3.6 玻璃後段熔爐輸出效率圖 -34-
圖4.1 接觸電阻量測實驗材料及工具 -37-
圖4.2 精密電表零點測試圖 -38-
圖4.3 銅排電阻測試接線圖 -39-
圖4.4 銅排-銅排接觸電阻接線圖-41-
圖4.5 銅排與軟銅排接觸電阻量測接線圖 -42-
圖4.6銅排接合方式及位置圖 -45-
圖4.7 輸電銅排分支迴路圖 -45-
圖4.8 電力品質分析儀量測儀器 -50-
圖4.9 電力品質分析儀量測電路 -51-
圖4.10 電壓回授訊號接線圖 -52-
圖4.11 電流回授CT -52-
圖4.12 電力品質分析儀量測畫面 -53-
圖4.13 單加熱器之等效電路圖 -61-
圖4.14 簡化等效電路 -62-
圖4.15 大型後段熔爐等效電路圖 -63-
圖5.1 大型後段熔爐之模擬電路 -66-
圖5.2 第一分支迴路電壓、電流波形圖 -68-
圖5.3 修正之模擬電路 -69-
圖5.4 第一分支迴路波形圖 -70-
圖5.5 分支迴路實際電壓及電流波形圖 -70-

表目錄
表2.1 三相電源之相位角 -10-
表2.2 觸發角度α與截波常數Kp之對照表(一) -18-
表2.3 觸發角度α與截波常數Kp之對照表(二) -20-
表3.1 後段熔爐電力轉換變壓器電壓/電流表 -25-
表3.2 玻璃後段熔爐電力資料表 -26-
表3.3 硬銅排基本資料 -31-
表3.4 軟銅排之基本資料 -31-
表3.5 迴路銅排接頭數 -32-
表3.6 迴路銅排之電流値 -32-
表3.7 玻璃加熱器之電阻表-35-
表4.1 精密電表量測迴路電阻值 -39-
表4.2 迴路銅排電阻量測值 -40-
表4.3 硬銅排接觸電阻量測值 -41-
表4.4 硬/軟銅排接頭接觸電阻量測值-42-
表4.5 軟銅排量測電阻值-43-
表4.6 各輸電銅排迴路之銅排電阻值-46-
表4.7 各輸電銅排迴路之軟銅排電阻值-47-
表4.8 各迴路J1接頭之接觸電阻值-47-
表 4.9 各迴路J2接頭之接觸電阻值-48-
表4.10 各輸電銅排分支迴路之估計電阻表-48-
表4.11 各輸電銅排迴路之電壓降值-49-
表4.12 電力品質分析儀量測數據-54-
表4.13 電力品質分析儀量測數據-55-
表4.14 銅排寬度為10cm之阻抗表-57-
表4.15 銅排寬度為15cm之阻抗表-58-
表4.16 各輸電銅排分支迴路之電阻估算表-59-
表4.17各輸電銅排分支迴路之電感量估算表-60-
表4.18 每1公尺銅排之功率損耗-64-
表4.19 每一J1接頭之消耗電力-64-
表4.20 每一輸電銅排之平均消耗虛功-64-
表5.1 SCR觸發延遲設定-67-
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