十二相脉冲触发板.doc

可控硅控制器技术说明书

CF12B—1A型可控硅控制器
技 术 说 明 书

沈阳信达电力电子有限公司
目 录
1 概述 …………………………………………………………………………… 2
2 技术参数 ……………………………………………………………………… 2
3 工作原理 ……………………………………………………………………… 3
4 结构特征和安装 ……………………………………………………………… 4
5 使用方法 ……………………………………………………………………… 4
6 问题与对策 ………………………………………………………………… 9
附图
1外型及安装示意图………………………………………… 11
2 电路原理图 ………………………………………………………… 12
3整流电路接线示意图 ……………………………………… 13

1 概述
1.1 适用范围
本控制器为六相全控十二脉冲输出的可控硅相控整流触发控制器。闭环控制触发控制器，高脉冲对称度，温度稳定性好，功能齐全。适用于采用六相桥式全控可控整流电路、电阻或电感性负载的直流调压装置(如电泳、电氧化、电解等……)。
1.2 产品特点
锁相控制模拟—数字触发电路
开环—闭环两种控制方式
限压恒流或限流恒压两种调节方式
相序自适应功能(应用时，不用找相序及定相定同步。)
上电封锁、软起动，运行控制，连锁控制功能。
过流过压保护功能
桥内脉冲均衡度自动调节，桥间电流平衡可调。
一体化结构，集电源、保护单元、触发单元、脉冲变压器于一体，使用调试简单，不用示波器。
2 技术参数
2.1 触发输出(十二路脉冲，每路双脉冲)
脉冲宽度：＞1.0ms
脉冲电流峰值：＞800mA
桥内各相脉冲不均衡度：≤1°
桥间脉冲整定范围：-10 — +10°
移相范围：0—170°
输出隔离电压：小于AC600V（用于主电路电压小于600V的装置）
2.2 调节特性(电流电压双调节)
恒压、恒流精度：优于1%
调节时间：0.1S
2.3 反馈参数
电压反馈输入：直流15V，内阻6K。
电流反馈输入：直流分流器 75mV，内阻1KΩ。
电流传感器 直流5V，内阻50K。
注：上述反馈量值是额定输出时的反馈值。
反馈电路和内部电路不隔离，如果需要隔离时或者反馈的极性与本电路不符，那么必须外接隔离模块。
2.4 输入控制电压：0 — -10V
2.5 控制输入：
运行：接点闭合运行，接点开路停止。
连锁：接点闭合禁止运行。
2.6 保护特性
过流保护整定范围：额定负载电流的70—150%
过压保护整定范围：额定电压的70—150%
2.7 工作环境
环境温度：-25—+40℃
相对湿度：＜85%
2.8 电源：三相380V±10%，50Hz。
2.9 整机功耗：＜10W
2.10 外型尺寸：264×170×60(详见附图2)
2.11 重量：1.5Kg
3 工作原理
本控制器由低压电源兼同步变压器、电压及电流调节器、模拟—数字触发器、脉冲变压器、过流及过压保护、相序自适应、软起动、上电封锁等部分组成。其原理图见附图1。
电压及电流调节器为并接，以实现限流调压或限压调流功能。至于工作在哪一种方式上，由负载的大小和电流、电压给定值同时决定。输出电流或电压的哪 一项先达到给定值，就工作在哪种方式上。也就是说，电流电压哪一项给定小，哪一项限制起作用。
电压调节器可输入直流反馈电压(由11#、10#端子输入，11#端子为正)。电压反馈量可在面板上调节“电压反馈”电位器整定。电压给定由13#端子输入(负值)。
电流调节器输入直流反馈信号(从主电路的分流器或电流传感器取信号送至9#、10#端子，10#端子为正)，电流反馈信号经放大倒相后送入电流调节器。电流反馈量可在面板上调节“电流反馈”电位器整定。电流给定由14#端子输入(负值)。
本控制器的触发脉冲电路采用锁相控制的模拟一数字触发器。由低压电源兼同步变压器提供单相同步信号，由锯齿波发生器产生与电源同频的锯齿波，此锯齿波电压与来至调节器的控制电压比较，比较后控制锁相环的工作，锁相环输出信号频率与电源严格同步，经由GAL器件组成的分相组合电路产生12路双脉冲列，再经脉冲放大，脉冲变压器隔离输出。
本控制器具有开环—闭环两种控制方式，当“开环—闭环”开关置于“开环”位置时，反馈回路被断开。手动调节电压给定，如果给定增大(负值)，可控硅导通角增大，反之导通角减小。当“开环—闭环”开关置于“闭环”位置时，反馈回路接通，调节器输出的控制电压改变即可实现触发脉冲移相。在比较器前接有最大控制角(最小导通角)αmax(决定触发脉冲零位)和最小控制角(最大导通角)αmin(决定最大输出电压)调节电位器，其中αmin对应面板上的“输出限幅”电位器。
过流及过压保护电路，可在整流装置发生短路、过载、过压时，自动封锁触发脉冲，使输出回零，并发出报警信号。同时，内部继电器(触点负荷电流1A，电压220V)吸合，其常开触点接于输出端子17#、18#，常闭触点接于17#、16#端子，供主电路开关动作和报警用。过载故障排除后，按面板上“复位”按钮即可恢复工作。过流和过压保护整定值可在面板上调节“过流”和“过压”电位器整定。
本控制器设有相序自适应电路，用户不必考虑整流装置的相序，免去确定相序和定相定同步的麻烦。这部分用户不需调节。
本控制器还设有上电封锁和软起动环节，刚上电时自动封锁脉冲，经1—2秒延时才开放脉冲，并使脉冲逐渐前移(假如上电时给定不为零)以避免装置上电冲击。
控制器面板设有“电源”、“失控”、“过流”、“过压”和六个脉冲输出指示灯，以显示控制器工作状态。
控制器电源正常时，“电源”灯亮。锁相电路异常时，“失控”灯亮。过流时，“过流”灯亮。过压时，“过压”灯亮。当触发脉冲正常时，与之相对应的脉冲输出指示灯亮。
4 结构特征和安装
本控制器配有外壳，内部装有电源变压器和上下两层控制板(包括脉冲变压器)。面板上设有接线端子、调节电位器和状态指示灯。
本控制器可垂直或水平安装在整流装置中，外型和安装示意图请见附图2。
安装前，首先按说明书要求确定好电流增益和电流反馈跳线位置(详见5.4.1)，然后再将控制器固定到装置中。
5 使用方法
5.1 接线
根据选用的不同线路分别参照附图3和接线表接线。
触发线、控制线与反馈线、电源线这三种不同性质的线必须分别捆扎，并尽可能短捷，电源引入线注意与其它导线绝缘，最好单行。

接 线 表

端子号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
作用
380V

运行
连锁
电流
反馈（一）
反馈
公共
端
电
压反馈
（+）
给定
电压
（-）
电压
给定
（-）
选用
导线
Φ0.5——Φ1单股或多股导线

端子号
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
作用
电流
给定
（-）
给定
公共
端
保护
继电器
K
G
K
G
K
G
K
G
K
G
K
G
A+
A-
B+
B-
C+
C-
选用
导线
屏蔽导线
Φ1导线
G、K双线绞合，Φ0.5——Φ1多股导线

端子号
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
作用
K
G
K
G
K
G
K
G
K
G
K
G
A+
A-
B+
B-
C+
C-
选用
导线
G、K双线绞合，Φ0.5——Φ1多股导线
5.1.1 控制器1#、2#、3#端子及可控硅触发脉冲的接线
由于控制器具有相序自适应功能,所以,整流装置与进线电源的连接不必区分相序。但是，装置内部的连接关系必须严格遵循对应关系。一定要保证1#端子的接线与变压器的接线端子A对应；2#端子的接线与变压器的接线端子B对应；3#端子的接线与变压器的接线端子C对应。
变压器的初级可以Δ型接线也可以Y型接线。19#——30#端子与变压器次级Δ型接线的整流桥连接；39#——50#端子与变压器次级Y型接线的整流桥连接。
注意Δ型接线的变压器的接线，和变压器初级接线柱Ａ相连接的线圈端头如果是首头，那么这个线圈的尾头连接接线柱B。也就是这个线圈的首尾出线端头分别和接线柱A　、B相连接。
和变压器次级接线柱a相连接的线圈端头如果是首头，那么这个线圈的尾头连接接线柱b。也就是这个线圈的首尾出线端头分别和接线柱a　、b相连接。

图1 触发脉冲接线示意图

要注意变压器的同名端是否与图1标示相同。如果相反，则分别把A+与A-可控硅的门极引线对调；B+与B-可控硅的门极引线对调；C+与C-可控硅的门极引线对调，同时各阴极辅助引线也要对调。例如，A+可控硅的门极接22#端子，阴极接21#端子，A-可控硅的门极接20#端子，阴极接19#端子。

5.1.2 反馈、给定、运行、连锁控制及保护端子的接线
当采用直流电流反馈时，9#端子接75mV分流器或电流传感器正端，10#端子接负端，同时10#端子也做为直流电压反馈的负端，即10#为公共端。11#端子接直流反馈电压取样点。分压电路中，一般R0取1KΩ，功率不小于2W。分压电阻Rf的阻值(单位KΩ)及功率P(单位W)的计算公式：
Rf=V0/15-1(KΩ) P＝0.3Rf(W)
式中V0为额定输出电压，单位V。
例如：额定输出电压V0=200V，计算分压电阻Rf的阻值及功率P。
Rf=200/15-1＝12.3(KΩ)
P＝0.3Rf=0.3×12.3＝3.69(W)
选取分压电阻Rf的阻值为12KΩ，功率5W。
在线路中，电流反馈形式只能选用一种。 12#13#14#15#端子接给定调节电位器，电位器的阻值3—10KΩ，功率不限。当电流、电压给定电位器的滑动点滑向15#端时，输出电压回零。如果装置只做调压控制，14#与12#端短接。只做调流控制时，12#与13#端短接。
5#、6#端子是运行控制输入端，外接开——闭接点控制整流电路的工作与停止。7#、8#连锁控制输入端，外接开——闭接点，当接点闭合时禁止运行，整流电路停止工作。选用密封的开关或继电器作为运行和连锁控制，避免使用开放式的接点裸露在空气中的开关或继电器
16#、17#、18#端子是过流或过压保护功能的继电器输出，16#与17#端子是继电器常闭触头输出，17#与18#端子是继电器常开触头输出。触点电流1A、电压220V，如要与主回路大功率电路联锁，应加中间继电器扩展。
5.2 通电方式
控制器与主电路可以同时上电，也可以主电路先上电，控制器后上电。上述两种通电方式都能确保上电无冲击。如果一定要控制器先上电，而主电路后上电，那么上电前务必先把给定调回零位。
5.3 电路的保护
主电路必须加上必要的保护元件，如用快熔做过电流保护，压敏电阻做过电压保护，可控硅两端并接阻容吸收支路等。如果控制器用在强挥发的酸性环境中，需要做必要的隔离，以免对线路板产生严重腐蚀。
5.4各参数整定与调试
通电前应仔细检查接线，用万用表检查电源线各相间及其他控制线间绝缘，检查无误，将给定信号调至零位进行如下调试。
5.4.1 确定跳线连接
5.4.1.1 调节器增益选择
电流调节器增益选择分高低两档，用跳线选择，见图2(出厂时放于低增益档)。

J2打开高增益 J2闭合低增益

图2 电流调节器增益选择跳线

置于低增益位置时，系统趋于稳定，但调节精度低；置于高增益位置时，系统调节精度高，但有时会引起振荡。
5.4.1.2 电流反馈输入信号类型选择
首先根据电流反馈形式选择跳线位置，见图3(出厂时放于分流器反馈位置)。

电流传感器0——5V输入 分流器0——75mV输入
图3电流反馈选择跳线
5.4.2 通电及移相调压试验
首先给装置接一合适的电阻性试验负载。阻值不宜太大，以保证流过可控硅的电流大于擎住电流(一般1000A以下的可控硅擎住电流＜1A)。
将 “开环—闭环”开关拨向开环，接通控制器电源，正常情况是“电源”指示灯亮，“失控”指示灯闪亮瞬间即灭。经1—2秒延时，各脉冲指示灯亮如与上述情况不同，应检查电源。如电源正常，则控制器异常。
正常情况，控制器12#端子对15#端子(地)电压为-10V，调节电压给定或电流给定电位器，相应的13#或14#端子对地电压可以从0 — -10V连续变化。如外接给定信号，改变给定信号大小，13#或14#端子对地电压应随之变化。
两组整流桥分别试验。首先断开Δ型接线整流桥的触发，试验Y型接线整流桥。将电压给定调回零位，接通主回路电源，此时主回路应无输出电压，调节电压给定电位器，输出电压应随之平滑上升。接着断开Y型接线整流桥的触发，并重新连好Δ型接线整流桥的触发，试验Y型接线整流桥。同样将电压给定调回零位，接通主回路电源，此时主回路应无输出电压，调节电压给定电位器，输出电压应随之平滑上升。当确信两组整流桥分别正常后，再两组整流桥合到一起进行调压试验。
“输出限幅”电位器的整定。把给定电位器调至最大输出位置，使给定最大，调节“输出限幅”电位器，使输出电压刚好等于最大值。“输出限幅”调好后一般不需再动。将电压给定电位器调回零位，切断电源。出厂前“输出限幅”已整定刚好输出最大的位置，除非用户不希望输出电压到最大，希望限制在某一电压值时需要调整外，一般用户不必再调。
5.4.3 桥间平衡整定
整流器输出连接大功率的试验负载，或者接好实际负载，目的让输出电流能够接近额定电流。将“开环—闭环”开关仍然拨向开环位置。调节电压给定电位器，输出电压和电流变大。当输出电流接近额定值时，调节“桥间平衡”电位器，使两桥的输出电流平衡。
5.4.4反馈信号检查
在开环运行条件下，调节电压给定电位器，输出电压、电流随之变化，同时用万用表测量反馈值应随之线性变化，当输出电压、电流达到额定值时，对应的反馈值应符合技术参数要求的范围。如不符合，应调到要求范围。
5.4.5 反馈信号整定
此项整定的目的是把最大给定与装置的最大输出对应起来。切断电源，将“电压反馈”电位器逆时针调到底，“电流反馈”电位器顺时针调到底，将“开环—闭环”开关拨向“闭环”位置。
减轻负载（重载可能引起限流），接通电源，将电压给定和电流给定调至最大，可见有一定输出电压。缓慢顺时针调节“电压反馈”电位器，输出电压随之增大，最后使输出电压达到最大值。此步的目的是校准电压反馈，从而使电压给定最大与输出最大相对应。
切断电源，加重负载(使负载最大电流不小于额定值)。将“电流反馈”电位器逆时针调到底。重新接通电源，将电压和电流给定电位器调至最大，缓慢顺时针调节“电流反馈”电位器，输出电流随之增大，最后使输出电流达到额定值。这步调节应平稳缓慢，以免调过头烧坏设备。同样此步的目的是校准电流反馈，从而使电流给定最大与输出最大相对应。
“电压反馈”和“电流反馈”电位器调好后一般不需再动。
5.4.6 过流和过压保护值整定
将“过流整定”和“过压整定”电位器顺时针调到底，将“开环—闭环”开关拨向开环位置，加大整流装置负载，以便输出电流能够超出规定的过电流值。
接通电源，调节电压给定电位器，短时间加大负载电流至规定的过电流值，逆时针调节“过流整定”电位器，使之恰好“过流”灯亮，输出电压回落。“过流整定”电位器调好后不必再动。
减轻负载，调节电压给定电位器，使输出电压达到予定的过压保护值，逆时针调节“过压整定”电位器，使之恰好“过压”灯亮，输出电压回落。“过压整定”电位器调好后不必再动。整定完毕，将“开环—闭环”开关拨回闭环位置。
5.5 操作说明
5.5.1 整流装置每次通电前，最好先将给定值旋至零位。
5.5.2 如欲实现限流调压控制，可将电流给定锁定于要求值，调电压给定，实现输出电压调节，当负载电流达到规定值时，设备运行在限流状态。
5.5.3 如欲实现限压调流控制，可将电压给定锁定于要求值，调电流给定，实现输出电流控制。
5.5.4 整流装置工作中，如发现“过流”或“过压”指示灯亮，输出电压回零，此时应停电检查故障，排除故障后，再通电工作。切不可不检查，强按“复位”恢复工作，以免扩大故障。

6 问题与对策
对 策 表

序号
问 题
对 策
1
调“输出限幅”电位器时，如何兼顾失控指示灯的状态
调节“输出限幅”电位器时，随着输出电压增加，失控指示灯有可能发亮，如果发亮，将“输出限幅”电位器向相反方向调节，电位器调整在输出电压刚好减小，同时距“失控”指示灯亮还有一小段调整范围的位置上。
2
开环调节给定信号电位器回零时，输出不回零,并且输出电压非线性，有跳变。
按附图3认真检查控制器有三相电源接线与可控硅触发脉冲接线的对应关系。详细阅读图纸接线说明。
3
接线时，是否一定要保证进线相序。
不一定，因为控制器中有相序判别电路，相序判别电路会根据进线的相序自动调整触发顺序。用户只要按附图3、4的要求，严格遵守控制器与可控硅接线的对应关系即可。
4
反馈信号整定时，输出电压达不到额定值。
产生上述现象的原因一般是调试负载过大，控制器运行在限流状态，使输出不再由电压调节环决定，致使输出电压不可调，这时只需减小负载，让控制器退出限流状态，就能正常调节。调节电流反馈环节时，也会有上述类似现象，这时只需把电压给定调至最大，加大负载使输出电流不小于额定电流，接着再调节电流反馈即可。
5
用白炽灯做负载调试时，输出不稳定，灯闪烁。(开环调节也如此)。
白炽灯负载小，达不到可控硅的额定擎住电流值，解决办法是加大负载。例如在白炽灯上并接电炉子。
6
给定信号回零，输出不回零，逐渐加大给定后，输出能连续调节。
一般感性负载对高频脉冲列调制信号阻抗太大，产生虚电压，此电压是输出电压表上产生的假象。

附图1 外型与安装示意图

13