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一　概述

晶閘管中頻電源是一種將工頻50赫茲交流電變?yōu)橹蓄l500-10000赫茲交流電的靜止式變頻裝置。適用于金屬熔煉,透熱,淬火及各種金屬釬焊等感應(yīng)加熱場合,尤其適用于需要頻繁啟動的工作場合。

      KGPS型號含義如下:

             KG P S --□/□   

                  │　│  │   ││

                  │  │  │   ││

     晶閘管───┘　│  │   │└───額定輸出頻率(千赫)

     變頻裝置────┘  │   │

水冷卻───────┘ └────額定輸出功率

DLJ-7晶閘管中頻電源控制板，是本公司針對透熱爐開發(fā)研制的最新型中頻控制觸發(fā)板，適用頻率1000HZ~8KHZ的透熱用中頻電源。其特點如下：

l  調(diào)整簡單方便：整個控制板只有三個調(diào)整電位器（W1截壓、W2截流、W3逆變導通角），因此使用和調(diào)整十分方便，調(diào)整起來是現(xiàn)有所有控制板中最方便的。

l  負載適應(yīng)能力強：逆變導通角采用定角控制，同一電源帶不同頻率的負載時，可直接更換負載不需重新整定參數(shù)。

l  控制板一致性好：不同頻率電源的控制板可互換，更換后只需重新調(diào)整W1截壓和W2截流。

l  先進的重復啟動功能，實現(xiàn)100％的成功啟動。

l  全電壓頻繁啟動功能，能滿足淬火設(shè)備對中頻電源的要求。

DLJ-7晶閘管中頻電源控制板,主要由調(diào)節(jié)器、移相控制、保護電路、啟動演算電路、逆變頻率跟蹤、逆變脈沖形成、脈沖放大及脈沖變壓器組成。其核心部件采用美國生產(chǎn)的高性能、高密度、大規(guī)模專用DLJ集成電路，使其內(nèi)部電路除調(diào)節(jié)器外，其余均實現(xiàn)數(shù)字化，整流觸發(fā)器部分不需要任何調(diào)整，而且可靠性高、脈沖對稱度高、抗干擾能力強、反應(yīng)速度快等特點，又由于有相序自適應(yīng)電路，無需同步變壓器，所以，現(xiàn)場調(diào)試中免去了調(diào)相序、對同步的工作，僅需把KP晶閘管的門極線接入控制板相應(yīng)的接線端上，整流部分便能投入運行。

逆變采用特殊的掃頻式零壓軟啟動方式，啟動性能優(yōu)于普通的掃頻式零壓軟啟動電路和零壓軟啟動電路。并設(shè)有自動重復啟動電路和全電壓啟動電路，自動重復啟動可防止中頻電源偶爾的啟動失敗，使啟動成功率達到100%；全電壓啟動電路設(shè)有給定限幅電路，當電源偶爾啟動失敗時，它能使電源電流控制在一定范圍內(nèi)，并在電源啟動成功后使中頻電流電壓平穩(wěn)上升。因此本控制板可以滿足電源頻繁快速啟動的功能。

二　技術(shù)要求

（一）正常使用條件

1海拔不超過2000米。

2環(huán)境溫度不低于-10℃，不高于+40℃。

3空氣最大相對濕度不超過90%（20℃±5℃時）。

4運行地點無導電及爆炸性塵埃，無腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體或蒸汽。

5無劇烈振動和沖擊。

6工頻進線三相電源應(yīng)近似對稱,其不平衡度不大于5%。

7工頻進線三相電源電壓波動范圍不大于±5%。

（二）主要技術(shù)參數(shù)

1主電路進線額定電壓：100V~380V（50HZ）。

2控制供電電源：單相17V/3A。

3中頻電壓反饋信號：AC  15V/15mA。

4電流反饋信號：AC  12V/5mA三相輸入。

5整流觸發(fā)脈沖移相范圍：α=0~130°。

6整流觸發(fā)脈沖不對稱度：小于1°。

7整流觸發(fā)脈沖信號寬度：≥600μS、雙窄、間隔60°。

8整流觸發(fā)脈沖特性：觸發(fā)脈沖峰值電壓：≥12V

                   觸發(fā)脈沖峰值電流：≥1A

                   觸發(fā)脈沖前沿陡度：≥0.5A/μS

9逆變頻率：400HZ-10KHZ。

10逆變觸發(fā)脈沖信號寬度：30μS。

11逆變觸發(fā)脈沖特性：觸發(fā)脈峰值電壓：≥22V

                   觸發(fā)脈峰值電流：≥1.5A

                   觸發(fā)脈沖前沿陡度：≥2A/μS

             （逆變的觸發(fā)脈沖變壓器是外接的）

12最大外型尺寸：260×190×40mm。

13故障信號輸出：

控制板在檢測到故障信號時，輸出一組接點信號，該接點容量為AC：5A/220V；DC：10A/28V。

 ( 三 ) 外型及結(jié)構(gòu):

    1. 本設(shè)備為柜式裝置:

      在門上裝有直流電壓表、直流電流表、中頻電壓表、功率表、中頻頻率表、保護、指示燈、操作開關(guān)及按鈕、調(diào)功電位器等。

2. 其余元器件均裝在柜內(nèi)。

3  三相工頻電源線從柜頂下引入,中頻電源線由柜側(cè)或柜底輸出。冷卻水管從下部引入,出水從柜側(cè)面漏斗處零壓回水。

.三　變頻器工作原理

整個控制電路除逆變末級觸發(fā)單元外，做成一塊印刷電路板結(jié)構(gòu)。功能上包括電源、整流觸發(fā)、調(diào)節(jié)器、逆變觸發(fā)、啟動演算等，除調(diào)節(jié)器為模擬運算電路外，其余為數(shù)字電路。

組成該控制板的核心集成電路為U10，型號為DLJ它是一塊專用大規(guī)模數(shù)字集成電路，有3路時鐘輸入口，35路輸入/輸出口，內(nèi)部功能包括整流移相觸發(fā)、相序自適應(yīng)、逆變觸發(fā)、逆變觸發(fā)、逆變引前角鎖定、逆變重復起動、過流保護、過壓保護、缺相保護、水壓低保護、水溫高保護控制板欠壓保護，另外還有二個外部故障輸入保護。

3.1整流觸發(fā)工作原理：

這部分電路包括三相同步、相序自適應(yīng)、壓控時鐘、數(shù)字觸發(fā)、末級驅(qū)動等電路。

三相同步信號直接由晶閘管的門極引線K4、K6、K2從主回路的三相進線上取得，由R8、C5、R9、C6、R10、C7進行濾波，再經(jīng)6只光電耦合器進行電位隔離，獲得6個相位互差60度的矩形波同步信號，輸入到U10的輸入口。

在U10的內(nèi)部有相序自適應(yīng)電路，確保了中頻電源的三相交流輸入可以不分相序。

3.2逆變部分工作原理：

  本電路逆變觸發(fā)部分，采用的是特殊掃頻式零壓軟起動，只需取一路中頻電流反饋信號，其本質(zhì)上相當于它激轉(zhuǎn)自激電路，屬于平均值反饋電路。由于主回路上無需附加任何起動電路，不需要預(yù)充磁或預(yù)充電的起動過程，因此，主回路得以簡化，調(diào)試過程簡單。

起動過程大致是這樣的，在逆變電路起動前，先以一個高于槽路諧振頻率的它激信號去觸發(fā)逆變晶閘管，當電路檢測到主回路開始有直流電流時，便控制它激信號的頻率從高向低掃描，同時繼續(xù)加大主回路的直流電流，當它少許信號頻率下降到接近槽路諧振頻率時，中頻電壓便建立起來，并反饋到自動調(diào)頻電路。自動調(diào)頻電路一旦投入工作，便停止它激信號的頻率往低掃描動作，轉(zhuǎn)由自動調(diào)頻電路控制逆變動引前角，使設(shè)備進入穩(wěn)態(tài)運行。

若一次起動不成功，即自動調(diào)頻電路沒有抓住中頻電壓反饋信號，此時，它激信號便會一直掃描到最低頻率，重復起動電路一旦檢測到它激信號進入到最低頻段，便進行一次再起動，把它激信號再推到最高頻率，重新掃描一次，直至起動成功。重復起動的周期約為0.5移鐘。

3.3  控制板的接線端子與參數(shù)：

控制板共有35個M3接線端子，各端子功能表如下。

3.4 發(fā)光二極管工作狀態(tài)

3.5 DIP（S1）開關(guān)工作狀態(tài)

3.6 電位器

四、調(diào)試

4.1調(diào)試需準備的工具

一臺20M示波器，若示波器的電源線是三芯插頭時，注意“地線”千萬不能接，示波器外殼對地需絕緣，僅使用一蹤探頭，示波器的X軸、Y軸均需較準，探頭需在測試信號下補償好。

若無高壓示波器探頭，應(yīng)用電阻做一個分壓器，以適應(yīng)600V以上電壓的測量。

一個≤500Ω、≥500W的電阻性負載。

4.2 整流部分的調(diào)試（VF）

為了調(diào)試的安全，調(diào)試前，應(yīng)該使逆變橋不工作。例如：把平波電抗器的一端斷開，再在整流橋直流口接入一個≤500Ω、≥500W的電阻性負載。電路板上的IF微調(diào)電位器W1順時針旋至最高端，（調(diào)試過程發(fā)生短路時，可以提供過流保護）。主控板上的DIP-1開關(guān)撥在OFF位置；用示波器做好測量整流橋輸出直流電壓波形的準備；把面板上的“給定”電位器逆時針旋至最小。

送上三相供電（可以不分相序），檢查是否有缺相報警報示，若有，可以檢查進線快速熔斷器是否損壞。

把面板上的“給定”電位器順時針旋大，直流電壓波形應(yīng)該幾乎全放開（A≈0°），6個波頭都全在，若中頻電源為380V輸入，此時的直流電壓表應(yīng)為指示在520V左右。再把面板上的“給定”電位器逆時針旋至最小，直流電壓波形幾乎全關(guān)閉，此時的A角約為120度。輸出直流波形在整個移相范圍內(nèi)應(yīng)該是連續(xù)平滑的。

若在調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)出不來6個整流波頭，則應(yīng)檢查6只整流晶閘管的序號是否接對，晶閘管的門級線是否接反或短路。

在此過程調(diào)試中也檢查了面板上的“給定”電位器是否接反，接反了則會出現(xiàn)直流電壓幾乎為最大，只有把“給定”電位器順時針旋到頭時，直流電壓才會減小的現(xiàn)象。

在停電狀態(tài)下，把逆變橋接入，使逆變觸發(fā)脈沖投入，去掉整流橋口的電阻性負載。把電路板上的W1 VF微調(diào)電位器順時針旋至最高端，（調(diào)試過程發(fā)生逆變過壓時，可以提供過壓保護）。主控板上的DIP-1開關(guān)撥在OFF位置，面板上的“給定”電位器逆時旋至最小。

上電數(shù)秒鐘后，把面板上的“給定”電位器順時針慢慢地旋大，這時逆變橋會出現(xiàn)兩種工作狀態(tài)，一種是逆變橋起振，另一種是逆變橋直通。此時需要的是逆變橋直通，若逆變橋為起振狀態(tài)，可在停電的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)中頻電流互感器的相位，就不會起振了，在緩慢旋大面板上“給定”電位器的操作中，應(yīng)密切注意電流表的反應(yīng)，若電流表的指示迅速增大，則應(yīng)迅速把“給定”電位器逆時針旋下來，此時表明電流取樣電路有問題，系統(tǒng)處于電流開環(huán)狀態(tài)，應(yīng)檢查電流互感器是否接上。正常的表現(xiàn)是隨著“給定”電位器的緩慢加大，電流表的指示也跟著增大，當停止旋轉(zhuǎn)“給定”電位器時，電流表的指示能穩(wěn)定的停在某一刻度上。

當出現(xiàn)直通現(xiàn)象時，把面板上的“給定”電位器順時針旋大，使電流表的指示接近額定值的50%左右。用交流電壓表測量I1、I2、I3三個接線端子間的電壓，三個電壓應(yīng)該是大致相等的，若相差太大，說明電流互感器的同名端接錯，必須改對，否則會影響電流調(diào)節(jié)器的正常工作。

繼續(xù)把面板上的“給定”電位器順時針旋到頭，電流表的指示應(yīng)接近額定值，逆時針調(diào)節(jié)主控制板上的W1電流把饋微調(diào)電位器，使直流電流表指示到額定輸出電流，完成了額定電流的整定。

這樣整流橋的調(diào)試就基本完成，可以進行逆變橋的調(diào)試。

當調(diào)試場地的電源供不出裝置的額定電流時，額定電流的整定，可放在現(xiàn)場滿負荷運行時進行。但是，應(yīng)先在小電流的狀況下，判定一下電流取樣回路的工作是否正常。

4.3逆變部分的調(diào)試

4.3.1起振逆變器

首先檢查逆變晶閘管的門級線連接是否正確，逆變末級上的LED亮度是否正常，不亮則說明逆變末級的E和C接線端子接反了；再把主控板上UA對外的連線解掉，看熄滅的LED逆變末級是否處在逆變橋的對角線位置。

把主控板上的DIP開關(guān)的DIP-1撥在OFF位置，把面板上的“給定”電位器逆時針旋到底。把面板上的“給定”電位器順時針銷微旋大，這時它激頻率開始從高往底掃描。逆變橋進入工作狀態(tài)，開始起振，當中頻電壓達到150V～200V時“QD”發(fā)光二極管亮，啟動成功。若不起振，表現(xiàn)為它激信號反復作掃頻動作，可調(diào)節(jié)中頻電流互感器的相位；若以起振，但中頻電壓達到150V～200V時，逆變又失敗，“QD”發(fā)光二極管不亮，可逆時針方向調(diào)節(jié)電位器“W3 ”  增大逆變引前角。

4.3.2整定逆引前角

逆變起振成功“QD”發(fā)光二極管亮后，可做整定逆變引前角的工作：調(diào)節(jié)電位器“W3 ”，此時中頻輸出電壓與直流電壓的比為1.4左右，直至滿意為止。

4.3.3額定輸出電壓的整定（VF）

在輕負荷的情況下整定額定輸出電壓，“W2  IF”微調(diào)電位器順時針旋至最大，把面板上的“給定”電位器順針旋大，逆變橋工作。繼續(xù)把面板上的“給定”電位器順時針旋至最大，此時輸出的中頻電壓接近額定值，逆時針調(diào)節(jié)“W1 VF”微調(diào)電位器，使輸出的中頻電壓達到額定值。

五、注意事項

1晶閘管裝置在做絕緣耐壓測試時，請取下控制板，否則可能造成控制板永久性損壞。

2內(nèi)部電路及參數(shù)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部件損壞，本公司概不負責。

4 DLJ器件是一種CMOS器件，使用時應(yīng)注意，器件的兩個引腳之間嚴禁短路，否則將損壞芯片，為保證器件的安全，因此忌用萬用表直接測量器件的引腳。

5  過壓保護

控制電路上已經(jīng)把過壓保護電平固定在額定輸出電壓的1.2倍不合適，可改變控制板上的R48電阻值，減小R48，過壓保護電平增高；反之減小。

6  過流保護

控制電路上已經(jīng)把過流保護電平固定在額定直流電流的1.4倍上，當進行額定電流的整定時，過流保護就自動設(shè)定好了。若覺得1.4倍不合適可改變控制板上的R51電阻值，減小R51，過流保護電平增高；反之減小。

7  額定電流整定

當4.2步聚中沒有進行額定電流整定的話，可在系統(tǒng)運行于重負荷下，逆時針調(diào)節(jié)控制板上的W1電流反饋微調(diào)電位器，使直流表達到額定值。這與一般的中頻電源的電源整定是一樣的。

六、設(shè)備的安裝及使用

1.設(shè)備到貨后,應(yīng)檢查各電器元件,有在運輸中受震,損壞脫落和受潮現(xiàn)象的,必須進行修正。

2.裝置應(yīng)安裝在通風良好,不受水侵襲的地方,裝置和墻要有一定的距離,以保證后門開啟方便。

3.中頻柜進線均由柜頂電纜引入,出線有由柜底或側(cè)面引出兩種方式。

4.裝置使用時應(yīng)檢查電路是否接線正確,元件是否有損壞,各接點是否有松動,焊點有無脫落等現(xiàn)象。

5.接電源至開關(guān)時,須保證自左至右為順相序, 接地螺釘應(yīng)牢固接地(最好在電源柜近旁作二次接地)。

6.檢查水路,保證水路暢通無阻,無滲漏現(xiàn)象,水壓應(yīng)保持在2-3kg/cm2 ,進水溫度不大于35°,防止凝露現(xiàn)象,冷卻水應(yīng)符合晶閘管對水質(zhì)的要求。

7.中頻電容器不接地,周圍應(yīng)有明顯的絕緣標志,連接總進出水管的橡皮管長度不應(yīng)短于1.5米,以保證必要的對地絕緣電阻。

8.電源柜與中頻電容器之間連接線必須可靠(此線在運行時若斷裂、脫落將損壞KK晶閘管元件且無法保護)。

七、維護和檢修:

  晶閘管變頻裝置與中頻發(fā)電機比較,有省電、噪音小、調(diào)節(jié)方便、啟動、停止迅速等優(yōu)點,但是,由于半導體器件的過載能力差,因此,合理使用,正確操作與精心維護是晶閘管中頻電源安全運行, 避免故障的重要保證,在連續(xù)運行的生產(chǎn)線上，必需搞好裝置的維護。

1.經(jīng)常消除配電柜內(nèi)的積塵,尤其是晶閘管芯外部要用酒精擦除干凈。

2.經(jīng)常檢查水管是否扎結(jié)牢固,及時清除冷卻水管內(nèi)壁的水垢,以保證足夠的水流量,對老化及有裂紋的水管要及時更換,冷卻水池的臟物須及時清除,以免堵塞水管。

3.定時對裝置進行檢修,裝置各部分的螺栓,螺母連接要定期進行檢查,緊固。接觸器,繼電器的觸頭有松動,接觸不良時,應(yīng)及時修理,更換,不能勉強使用。

4.定期校驗過流,過壓保護系統(tǒng),防止失靈。定期檢驗水壓繼電器。

5.經(jīng)常檢查負載接線是否良好,絕緣是否可靠。透熱爐感應(yīng)體內(nèi)積存的氧化渣應(yīng)及時清除,隔熱爐襯有裂紋時應(yīng)及時更換。熔煉、保溫爐在更新爐襯后,要首先檢查絕緣。變頻裝置的負載因工作場合的環(huán)境惡劣,從而使故障率高的事實容易被匆視, 因此,加強對負載的維護,防止故障波及電源裝置,是保證系統(tǒng)安全運行的重要一環(huán)。以上文檔由西安藍輝科技股份有限公司提供，敬請指正。  聯(lián)系人：王沖   聯(lián)系電話：13991865828