Metek TWRF1 SCR Series, Instruction, Operation And Maintenance Manual

TWRF1 SCR Power Controller 

Description 

Rev 2 

Ametek HDR Power Systems 

3 

CHAPTER 1 - Description 

1.1 

General Description 

The  TWRF1  is  a  Single-phase,  phase-fired  power  controller,  and  can  operate  with  a  wide  variety  of 
input signals and line voltages up to 575 Vac and currents ranging from 30 through 225 amperes.  The 
TWRF1’s  output  voltage  is  proportional  to  its  input  signal,  with  the  output  voltage  regulated  to  +1% 
with a +10% line voltage change.  The TWRF1 features pulse-train firing which provides high immunity 
to  possible  SCR  firing  disturbances,  and  phase-lock  loop  circuitry  which  ensures  line  frequency 
synchronization.    Other  features  are  input  isolation  from  ground,  soft-start,  and  automatic  restart 
circuitry.    A  customer  provided  potentiometer  controls  to  the  Command  signal.  A  variety  of  other 
external control methods are available,  more detailed description of the features mentioned above is 
provided in Chapter 3 of this manual. 
 

1.2 

Application 

Phase-Fired  SCR  Power  Controllers  provide  infinitely  variable  firing  angles  for  precise  control  of 
single-phase  power  to  resistive  or  inductive  loads.  This  precise  control  is  essential  for  transformer 
coupled  loads  or  loads  with  great  resistance  changes  due  to  temperature  or  start-up.  Phase-Fired 
units  may  also  be  used  on  straight  resistive  loads  as  well,  but  the  lower  power  factor  and  higher 
harmonics may present a problem to other equipment mounted nearby. A zero fired model would be a 
better choice. 
 

1.3 

Operation 

The  TWRF1  accomplishes  power  control  by  the  switching  action  of  a  pair  of  inverse-parallel  power 
SCRs. The switching, or gating, of the SCRs is controlled by a digital firing control circuit synchronized 
“in phase” with line frequency (either 50 or 60 Hz).  A soft-start (approximately a 1 cycle ramp) feature 
is standard that allows the Power Controller to fire into the primary of a transformer or to control power 
to heating elements which have a large resistance change during start-up. The output may be adjusted 
by the on-board multi-turn potentiometers or by a voltage or current signal from a process controller. 
ZERO and SPAN controls allow the user to calibrate the SCR unit's output to the process command 
signal. Terminals are available for connection of a remote manual potentiometer. 
 
An overcurrent trip is included.  This circuit protects from output current overloads by serving as a fast-
gate shutdown (similar to an electronic fuse.)  Trip point is adjustable from 30% to 200% of the SCR 
Power Control’s current transformer rating.  When the peak current level exceeds the preset trip level, 
SCRs  are  gated  off,  and  the  load  current  is  shut  down  within  1/2  cycle.    A  form  C  relay  output  is 
provided. 

The overcurrent trip includes a Form C relay output and provisions for a remote overcurrent reset push 
button.  The relay output terminals for the TWRF1 are 35 and 36 for the N.C. and 36 and 37 for the 
N.O. The remote reset PB connects to terminals 33 and 34.   Reference Figure 3.7. 
 

1.4 

Selecting the Proper Rated Power Controller 

Use the Table below to select the proper sized TWRF1.  You will need the incoming line voltage and 
the transformer  leakage impedance.  For voltages other than 480V, ratio the  incoming voltage  using 
the 480V chart provided below.  For example, a 240V system the kVA would be half that on the chart 
for any given kVA.  The kVA is based upon the one cycle surge ratings of the SCRs installed in each 
of the power controls.