中频炉说明书.doc

中频电源使用说明书

晶闸管中频电源控制板，是本公司开发使用研制的新型控制板，使用频率400—10KHZ的中频电源，主要由电压调节器，电流调节器，移项控制，过流保护，过压保护，启动演算电路，逆变频率跟踪，逆变 脉冲形成，脉冲放大及脉冲变压器组成。其核心部件采用美国生产的高性能，高密度，大规模专用DLJ集成电路，使其内部电路除调节器外。其余均实现数字化，整流器触发部分不需要任何调整，而且可靠性高，脉冲对称度高，抗干扰能力强，反应速度快等特点又由于有相序自适应电路，无需同步变压器，所以，现场调试中免去了调相序对同步的工作，仅需把KP晶闸管的门极线接入控制板相应的接线端上，整流部分变能投入运行。
逆变采用特殊的扫频使零压软启动方式，启动性能优于普通的扫频式零压软启动电路和零压软启动电路。并设有自动重复启动电路和全电压启动电路，重复启动电路，使启动成功率达到100%；全电压启动电路设有给定限幅电路，当电源偶尔启动失败时，它能使电压电流控制在一定范围内，并在电源启动成功后使中频电流电压平稳上升。以满足电源频繁快速启动的功能。
三使用范围
适用于400---10000HZ 的各种晶闸管并联中频电源。
3 正常使用条件
1）海拔不超过2000米。
2）环境温度不低于+20C，不高于+400C，
3）空气最大相对湿度不超过90%（200C±50C）。
4）运行地点无导电粉尘及爆炸性尘埃，无腐蚀性气体和蒸汽。
5）无剧烈振动和冲击。
4对冷却水的要求：
1）硬度： CaO mg) 一般情况下 ＜10
2）溶解性固体： ＜300mg/L
3）PH值： 7~7.5
4）碱度 ： ＜60mg/L
5）进水温度： 50C~370C
6）出水温度： ＜600C
7）进水压力： 0.15~0.4MPa
5 主要技术参数
1）主电路进线额定电压：100~660V（50HZ）
2）控制供电电源：单相17V/3A
3）中频电压反馈信号：20v/15mv.
4) 电流反馈信号15V/5mv。
5） 整流触发脉冲移项范围：a=0~1300
6) 整流触发脉冲不对称度：小于10。
7） 整流触发脉冲信号宽度≥600us，双窄，间隔600。
8） 整流触发脉冲特性：触发脉冲峰值电压≥12V。
触发脉冲峰值电流≥1A。
触发脉冲前沿陡度≥0.5A/us.
9) 逆变频率：400~10000HZ。
10) 逆变触发脉冲信号宽度：35us
11) 逆变触发脉冲特性：峰值电压≥22V
峰值电流≥3A
触发脉冲前沿陡度≥2A/us
四电路原理
整个控制电路除逆变末级触发单元外，做成一块印刷电路板结构。功能上包括电源，整流触发，调节器，逆变触发，启动演算等，除调节器为模拟运算电路外，其余均为数字电路。
组成该控制板的核心集成电路为U10，型号为DLJ它是一块专用大规模数字集成电路板，有3路时钟输入口，35路输入/输出口，内部功能包括整流移项触发，相序自适应，逆变触发，逆变引前脚锁定，逆变重复启动，过流保护，过压保护，缺相保护，水压底保护，控制板欠压保护，另外还有外部故障输入保护。
1） 整流触发工作原理
这部分电路包括三相同步，相序自适应，压控时钟，数字触发，末级驱动等电路。
三相同步信号直接由晶闸管的门极线K4，K6，K2，从主电路的三相进线上取得。由R8，C5，R9，C6，R10，C7进行滤波，再经6只光电耦合器进行电位隔离，获得6个相位互差60度的矩形波同步信号，输入到U10的输入口。
在U10的内部有相序自适应电路，确保了中频电源的三相交流输入可以不分相序。
2） 逆变部分工作原理
本电路逆变触发部分，采用的是特殊扫频式零压软启动，只需取一路中频电流反馈信号，其本质上相当于它激转自激电路，属于平均值反馈电路。由于主回路上无需附加任何启动电路，不需要预充磁或预充电的启动过程，因此，主电路得一简化，调试过程简单。
启动过程大致是这样的，在逆变电路启动前，先以一个高于槽路谐振频率的它激信号去触发逆变晶闸管，当电路检测到主电路开始有直流电流时，便控制它激信号的频率从高向低扫描，同时继续加大主回路的直流电流，当它少许信号频率下降到接近槽路谐振频率时，中频电压便建立起来，并反馈到自动调频电路。自动调频电路一旦投入工作，便停止它激信号的频率往低扫描的动作，转由自动调频电路控制逆变动作引前脚，使设备进入稳态运行。
若一次启动不成功，及自动调频电路没有抓住中频电压反馈信号，此时，它激信号便会一直扫描到最低频率，重复启动电路一旦检测到它激信号进入到最低频段，便进行一次再启动。把它激信号再推到最高频率，重新扫描直至启动成功。重新启动的周期约为0.5秒种。
7控制板接线端子与参数
控制板共有35个接线端子，端子排列参见图一，各端子功能见表。
功能
端子号
参数
故障输出
K-1，K-2
常开接点AC5A/220V DC10A/28V，常开接点定触头，接电源N，
电压反馈
UP1，UP2
中频电压互感器（1000V/100V，20V）
电流反馈
I1，I2，I3
电流互感器N/5A：5A/0.1A，AC，三相15V
控制信号
KZ，GND
KZ接地为停止运行和故障复位GND为接地端
取样信号
XH1XH2
中频电流互感器信号300A/1A取自槽路电容器
给定
GND，ADJ，11.5V
GND接地线，ADJ给定信号，VCC +15V/20mA电源
电源
~17VX2
控制板进线电源AC 17V/3A，两路
逆变脉冲输出
1)UE, 2)UA 3),UB
1）+22V逆变电源输出端，2，3）OUT逆变输出15V
水压
SY，GND
接地为故障状态，5秒延时SY灯亮。，
整流脉冲输出
G1~G6
K1~K6
G1~G6为晶闸管控制极
K1~K6为晶闸管控制极

8发光二极管工作状态
代号
发光二极管亮时指示状态
+15V
+5V
控制板电源工作
QD
中频电源启动成功
GY
过电压故障指示
GL
过电流故障指示
QY
控制板欠电压故障指示
QX
三相输入缺相故障指示
SY
水压不足故障指示
D9~D14
六路整流脉冲指示
9电位器
代号
功能
W2 VF
电压反馈电位器：可设定最大中频输出电压，顺时针反馈强，反时针反馈弱。
W1 ΙF
电流反馈电位器：可设定最大输出电流，顺时针反馈强，逆时针反馈弱。
W3 Wθ
逆变引前脚设定电位器：顺时针方向引前脚减小，逆时针方向引前脚为大。
10 DⅠP开关工作状态
DⅠP开关打在OFF时重复启动工作，开关打在ON时重复启动关闭。
五调试
1） 调试需准备的工具
一台20M示波器，若示波器的电源线是三芯插头时，注意接地线千万不能接，示波器外壳对地需绝缘，示波器的X轴，Y轴均需校准， 探头需在测试信号下补偿好。
若无高压示波器探头，应用电阻做一个分压器，以适应600V以上电压的测量。
一个≤500Ω：≥500W的电阻性负载。
2） 整流部分的调试
为了调试的安全，调试前应该使逆便桥不工作。例如：把平波电抗器的一端断开，再在整流桥直流端接入一个≤500Ω≥500W的电阻性负载。电路板上的IF微调电位器W1顺时针旋至最高端，（调试过程发生短路时，可以提供过流保护）。把主控板上的DIP开关拨在ON位置，用示波器做好测量整流桥输出直流电压波形的准备，把面板上的给定电位器逆时针旋至最小。这时可以送电了。
合控制电源开关，控制变压器得电，主控板得电，逆变脉冲板灯亮，电源指示灯亮。按主电路合闸，主接触器吸合， 主电路得电。指示灯亮。再合中频启动开关。关机时由后向前依次进行。
送上三相交流电后（不分相序），检查是否有缺相报警指示，若有，可以检查进线是否缺相，主控板上K4，K6，K2线是否连上。
把面板上的给定电位器顺时针旋大，直流电压波形应该几乎全开放（a=00) ,6个波头都全在，若中频电源为380V输入，此时的直流电压表应指示在530V左右。再把面板上的给定电位器逆时针旋至最小，直流电压波形几乎全关闭，此时a=1200。输出直流波形在整个移相范围内应该是连续平滑的。
若在调试中，发现出不来6个整流波头，则应检查6只整流晶闸管的序号是否接对，晶闸管的门极是否接反或者短路
在此过程调试中也检查了面板上的给定电位器是否接反，接反了则会出现直流电压几乎为最大，只有把给定电位器顺时旋到头时，直流电压才会减小的现象。
在停电状态下，把逆变桥接入，是逆变触发脉冲投入，取掉整流桥两短的电阻性负载。把电路板上的W2，VF微调电位器顺时针旋至最高端，（调试过程发生逆变过电压，可以提供过压保护）。主控板上DIP开关拨在OFF位置，面板上的给定电位器逆时针旋至最小。上电数秒后，把面板上的给定电位器顺时针慢慢地旋大，这时逆变桥会出现两种工作状态，一种是逆变桥导通，另一种是逆变桥直通。此时需要的是逆变桥直通，若逆变桥为启振状态，可在停电的状态下，调节中频电流互感器的极性。就不会启振了，在缓慢旋大面板上给定电位器的操作中，应密切注意电流表的反应，若电流表的指示迅速增大，则应迅速把给定电位器逆时针旋下来，此时说明电流取样部分有问题，系统处于电流开环状态，应检查电流互感器是否接上，接线是否正确。正常的表现是随着给定电位器的缓慢加大，电流表的指示也跟着增大，当停止旋转给定电位器时，电流表的指示能稳定的停在某一刻度上，
当出现直通现象时，把面板上的给定电位器顺时针旋大是电流表的指示接近额定值的50%左右。用交流电压表测量11，12，13，三个接线端子间的电压，三个电压应该是基本相等的，若相差太大，说明电流互感器的同名端接错，必须改对，否则会影响电流调节器的正常工作。
继续把面板上的给定电位器顺时针旋到最大，电流表的指示应该接近额定值。逆时针调节主控制板上的W1电流反馈电位器，是直流电流表指示到额定输出电流，完成了额定电流的整定。
这样整流桥的调试就基本完成，可以进行逆变桥的调试了。
当调试场地的电源供不出装置的额定电流时，额定电流的整定，可放在现场满负荷运行时进行。但是，应先在小电流的状况下，判定一下电流取样回路工作是否正常。
3） 逆变部分的调试
首先检查逆变晶闸管的门极线连接是否正确，逆变末级上的LED亮度是否正常，不亮则说明逆变末级的E和C接线端子接反了，再把主控板上UA对外的连线解掉，看熄灭的LED逆变末级是否处在逆变桥的对角线位置。
把主控板上的DIP开关拨在OFF位置，把面板上的给定电位器逆时针旋到底，把Ｗ2　ＶＦ微调电位器顺时针旋到最大。这时，把面板上的给定电位器顺时针梢微旋大，使它激频率开始从高往地扫描。逆变桥进入工作状态，开始起振，当中频电压达到150V~200V时QD发光二极管亮，启动成功。若不启振，表现为它级信号反复作扫频动作，可调节中频电流互感器的极性，若启振，但中频电压达到150V~200V时，逆变又失败，QD发光二极管不亮，可逆时针方向调节电位器W3增大逆变引前脚。
4） 整定逆变引前脚
逆变启动成功QD发光二极管亮后，可作整定逆变引前脚的工作。当中频电压升到300V时，调整主控板上W3微调电位器，是直流电压升到220V，此时中频电压与直流电压的比植为1.35左右。
5） 额定输出电压的整定
在轻负荷的情况下整定额定输出电压，把面板上的给定电位器顺时针旋大，使输出的中频电压上升，调功电位器以旋至最大，输出电压还不到额定植，此时逆时针调节主控板上Ｗ2　ＶＦ微调电位器，是输出的中频电压达到额定植。这时电源就调试完成了。
１２注意事项
１） 　晶闸管装置在作绝缘耐压测试时，请取下主控制板，否则可能造成主控板永久性损坏。
２） 　　内部电路及参数的更改，恕不另行通知。
３） 如果在使用中造成控制板以外的零件顺损坏，本公司概不负责。
４） ＤＬＪ器件是一种ＣＭＯＳ器件，使用时应注意，两个引脚之间严禁短路，否则将损坏芯片。
１３－１过压保护
　　　控制电路上已经把过压保护电平固定在额定输出电压的１.２倍，如不合适可改变控制板上的Ｒ４８电阻值，减小电阻过电压保护电平增高，反之减小。
１３－２过电流保护
　控制电路上已经把过电流保护电平固定在额定直流电流的１.４倍，当进行反馈信号整定时，过电流保护就自动设定好了。若１.４倍不合适可改变控制板上的Ｒ５１电阻值，减小电阻Ｒ５１过电流保护电平增高，反之减小。
六. 维护与保养：
1． 晶闸管变频装置与中频电机组比较，又省电、无噪音、调节方便等许多优点，但是，由于半导体器件的过载能力较差，因此，合理使用，正确操作与精心维护，是晶闸管变频电源安全运行避免故障的重要保证。在连续运行的生产线上搞好装置的维护保养尤为重要。
1.经常清除电源柜的内积尘，尤其是可控硅管芯外部，要用酒精擦除干净。运行中的变频装置一般都有专用机房，但实际作业环境并不理想。在熔炼锻压工序，粉尘很大振动强烈；在透热、淬火工序，装置常靠近酸洗、磷化等作业设备，有较多腐浊性气体，这些都会对装置的元件起到破坏作用，降低装置的绝缘强度。在积尘较多时，往往会发生元件表面放电现象，因此必须注意经常清洗工作，防止故障发生。
2． 经常检查水管接头扎结是否牢固，清理冷却水管内壁水垢，在使用自来水、井水作为装置的冷却水源时，更易积存水垢，影响冷却效果。在塑料水管老化产生裂纹时，应及时更换。装置在夏天运行时采用自来水、井水冷却往往容易发生凝露现象。应该考虑使用循环水系统，凝露严重时应该停止运行。
3． 定时对装置进行检修，对装置各部的螺栓、螺母、压接进行检查和紧固。接触器、继电器的触头有松动或接触不良，均应及时修理更换，不要勉强使用，防止引起更大事故。定期效验装置的过流、过压等保护系统，防止保护失灵。
4． 经常检查负载的接线是否良好，绝缘是否可靠，透热感应圈内积存的氧化皮要及时清理；隔热炉衬有裂纹时，要及时更换；熔炼炉在更换新炉衬后，更应注意绝缘。变频装置的负载都设在工作现场，故障比较高，而往往被人忽视，因此，加强对设备的维护，防止故障波及变频电源是保证装置正常运行的重要一环。
七．操作规程：
1． 中频电源开机操作程序：
1．1 开启水泵，检查各支路流水应畅通无阻。
1．2 合空气开关，并将功率电位器旋至零位。
1．3 依次将“控制电源”开关搬向“合”的位置，“控制电源指示”灯亮。中频启动开关搬向“启动”的位置，“中频指示”灯亮。
1．4 以上动作完成后，缓慢旋动功率电位器，观察直流电压和中频电压，当听到中频叫声后，说明已经启动，继续旋动功率电位器，调至所需的电压和功率，装置进入正常运行状态。
1．5 配有外操作台的设备，将中频启动开关转向“外”，则设备由外操作台控制，具体操作方法同上或参阅与之相关的说明。
2．中频电源关机操作程序：
2．1 先将功率电位器旋至零位。
2．2 按顺序将“中频”开关搬向“停”位置，“控制电源”搬向“分”的位置，再分断主供电开关，此时装置完全停止工作。

注意：冷却水应在中频电源停止工作20分钟后再关闭
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