中频炉使用说明书(通用)[1] - 图文

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具有可靠性高、精度高、调试容易等特点。数字触发器的特征是用计数(时钟脉冲)的办法来实现移相,该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种电压控制振荡器,输出脉冲频率受α移相控制电压Vk的控制,Vk降低,则振荡频率升高,而计数器的计数量是固定的(256),计数器脉冲频率高,意味着计一定脉冲数所需时间短,也即延时时间短,α角小,反之α角大。计数器开始计数时刻同样受同步信号控制,在某一相电压的过零点开始计数。现假设在某Vk值时,根据压控振荡器的控制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为25KHZ,则在计数到256个脉冲所需的时间为(1/25000)×256=10.2(mS),相当于约180°电角度,该触发器的计数清零脉冲在同步电压(线电压)的30°处,这相当于三相全控桥式整流电路的β=30°位置,从清零脉冲起,延时10.2mS产生的输出触发脉冲,也即接近于三相桥式整流电路某一相晶闸管α=150°位置,如果需要得到准确的a=150°触发脉冲,可以略微调节一下电位器(W4)。显然,有三套相同的触发电路,而压控振荡器和VK控制电压为公用,这样在一个周期中产生6个相位差60°的触发脉冲。

数字触发器的优点是工作稳定,特别是用HTL或CMOS数字集成电路,则可以有很强的抗干扰能力。

IC16A及其周围电路构成电压频率变换器VFC,其输出信号的频率随调节器的输出电压VK而线性变化。这里微调电位器(W4)是最低输出频率调节(相当于模拟电路锯齿波幅值调节)。

三相同步信号直接由晶闸管的门极引线K4、K6、K2从主回路的三相进线上取得,由R23、C1、R63、C40、R102、C63进行滤波及移相,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、占空比略小于50%的矩形波同步信号的输出(IC2C、IC2D、IC7C、IC7D、IC11C、IC11D)。

计数器IC3,IC8,IC12(4536)构成三路数字延时器。三相同步信号对计数器进行复位后,对电压频率变换器的输出脉冲计数,每计256个脉冲便输出一个延时脉冲,因计数脉冲的频率是受VK控制的,因此,VK控制了延时触发脉冲的延时时间。

计数器输出的脉冲经隔离、微分后,变成窄脉冲,送到后级的LM556,它既有同步分频器功能,亦有定输出脉宽的功能。输出的窄脉冲经电阻合成为双窄脉冲,再经晶体管放大,脉冲变压器输出,送给整流晶闸管门极。 2调节器工作原理

调节器部分共设有四个调节器:电压调节器、电流调节器、阻抗调节器、逆变角调节器。 其中电压调节器、电流调节器,组成常规的电流、电压双闭环系统,在启动和运行的整个阶

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段,电流环始终参与工作,而电压环仅工作于运行阶段;阻抗调节器从输入上看,它与电流调节器LT2的输入完全是并联的关系,区别仅在于阻抗调节器的负反馈系数较电流调节器的略大,再者就是电流调节器的输出控制的是整流桥的输出直流电压,而阻抗调节器的输出控制的是中频电压与直流电压的比例关系,即逆变功率因数角。

● 电压调节器

中频电压互感器过来的中频电压信号由114和115(Uac)输入后分为两路,一路送到逆变部分,另一路经D7—D10整流后,又分为三路,一路送到电压调节器;一路送到过电压保护;一路用于电压闭环自动投入。电压PI调节器由IC13A组成,其输出信号由IC13D进行钳位限幅。IC13C和IC21C组成电压闭环自动投入电路。

● 电流调节器

内环采用了电流PI调节器,控制精度在1%以上,由主电路交流互感器取得的信号,从I1,I2,I3输入,经二极管三相整流桥(D11-D16)整流后,再分三路,一路作为电流保护信号,一路作为电流调节器的反馈信号,一路作为阻抗调节器的反馈信号。由IC17B构成电流PI调节器,然后由IC17B隔离,控制触发电路的电压---频率转换器。

● 阻抗调节器与逆变角调节器

阻抗调节器由IC17C构成,它与电流调节器是并列的关系。用于控制逆变桥的引前角,其作用可间接地达到恒功率因数,或者提高整流桥的功率因数。IC19B构成逆变角调节器,其输出IC19C为嵌位限幅。调节器电路的工作过程可以分为两种情况:

a)在直流电压没有达到最大值的时候,由于阻抗调节器的反馈系数略大,阻抗调节器的给定值小于反馈量,调节工作器工作于限幅状态,对应的为逆变最小θ角,最小θ角调节有小角度电位器(W3)调节,调节范围为0-32度。此时可认为阻抗调节器不起作用,系统完全是一个标准的电压,电流双闭环系统;

b)直流电压已经达到最大值,电流调节器开发始限幅,不再起作用,电压调节器的输出增加,而反馈电流却不变化,对阻抗调节器来说,当反馈电流信号比给定电流略小时,阻抗调节器退出限幅状态开始工作,逆变调节器的θ角给定值增大,使输出的中频电压增加,直流电流增加,达到新的平衡,此时只有电压调节器和阻抗调节器工作,若负载等效电阻的继续增大,逆变θ角亦相应增大,直至最大逆变θ角。逆变角调节器用于使逆变器在某一θ角(θ角正常工作范围为30-48度,θ角大小由负载阻抗自己决定)下稳定工作。 3逆变部分工作原理

逆变触发电路采用扫频式软启动方式,启动成功率极高,逆变电路工作时,先以高于糟

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路谐振的频率从高往低扫,一旦扫至接近负载谐振的频率,逆变器就会启动并由启动控制电路进行锁频、锁相,启动成功并转入自激工作方式。

由114和115输入的中频电压信号,经变压器隔离,经比较器IC22B变为矩形波送给锁相环IC23,锁相环输出经整形,微分后由IC18B和IC20B变成窄脉冲输出,再经MOS晶体管放大,脉冲变压器隔离送至8只逆变晶闸管(V71-V1022)的门极。 4启动及保护电路工作原理

过电流保护信号经IC13B倒相后,送到IC5A组成的过电流截止触发器,封锁触发脉冲(或拉逆变);驱动主控板上的报警继电器和“过流”指示灯。过电流触发器动作后,“过流”指示灯亮。只有通过复位信号(ST与GND闭合)或通过关机后再开机进行“上电复位”,方可再次动作。通过W2微调电位器可整定过流电平。

当三相交流输入缺相时,本控制板均能对电源实现保护和指示。其原理是:由4#、6#、2#晶闸管的阴极(K)分别取A、B、C三相电压信号(通过门极引线),经过光电耦合器的隔离送到IC14及IC16B进行检测和判别,一旦出现“缺相”故障时,除了封锁触发脉冲外,还驱动主控板上的报警继电器和保护板上的“缺相”指示灯。

为了使控制电路能够更可靠准确的运行,控制电路上还设置了启动定时器和控制电源欠压检测保护。在开机的瞬间,控制电路的工作是不稳定的,设置一个3秒钟左右的定时器,待定时后,才容许输出触发脉冲,这部分电路由C11、R20等元件构成,若由于某种原因造成控制板上直流供电电压过低,稳压器不能稳压,亦会使控制出错。设置一个欠压检测电路(由DW4、IC9B等组成),当VCC电压低于12.5V时便封锁触发脉冲,防止不正确的触发,“欠压”指示灯亮。自动重复起动电路由IC9A组成。

IC5B组成过电压截止触发器,封锁整流桥触发及脉冲(或拉逆变);驱动主控板上的报警继电器和“过压”指示灯;通过Q9使过压保护振荡器IC18A起振。过电压触发器动作后,也像过流触发器一样,只有通过复位信号或通过关机后再开机进行“上电复位”,方可再次运行,调节W1微调电位器可整定过压电平。

Q7及周围电路组成水压过低延时保护电路,延时时间约8秒。 5调试

5.1.整流部分的调试

调试前,应该使逆变器不工作,例如:把平波电抗器的一端断开或断开逆变末级的输入线(UC、UA、UB),使逆变桥的晶闸管无触发脉冲,再在整流桥的直流侧接入一个约1~2KW的电阻性负载。电路板上的If微调电位器W2顺时针旋至灵敏最高端,(调试过程发生

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短路时,可以提供过流保护)。用示波器做好测量整流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。

送上三相供电(可以不分相序),检查是否有缺相报警指示,若有,可以检查进线快速熔器是否损坏。

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,再把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小,调节控制板上的W4微调电位器,使直流电压波形全关闭,移相角约120度。输出直流波形在整个移相范围内应该是连续平滑的。

把逆变桥接入,使逆变触发脉冲投入,把电路板上的电压限制Vf电位器W1顺时针旋至灵敏最高端,(调试过程了发生逆变过压时,可以提供过压保护)。把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大,这时逆变桥便工作,当出现直通现象时,继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋至一半,此时直流电流表应指示到额定电流的25%左右,若电流表的指示不为额定值的25%,可调节控制板上的W2电流反馈微调电位器,使直流电流表指示到额定输出电流的25%左右。一旦逆变起振后,直流电流就可接近额定电流值,精确的额定电流整定,要在满负荷运行时才可进行。

若把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大,逆变器便起振不出现直通现象,可调整中频电压互感器的相位,即把中频电压互感器VT1的20V绕组的输出线(114和115)对调一下,就不会起振,便可以作电流整定。此时整流桥的调试基本完成,可以进行逆变桥的调试。

5.2.逆变部分的调试 5.2.1起振逆变器

把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大,这时它激频率开始扫描,逆变桥进入工作状态,当起动成功后,控制板上“启动”指示灯会熄灭,可以把面板上的“给定”电位器旋大、旋小反复操作,这样,它激信号也反复作扫频动作,若不起振,可调整中频电压互感器的相位,即把中频电压互感器20V绕组的输出线对调一下,启动成功后,中频电压升至20%~25%时控制板上“压环”指示灯亮,电压环投入工作。 5.2.2逆变角整定

逆变起振后,可做整定逆变引前角的工作,调节W3最小逆变角电位器,使中频输出电压与直流电压的比为1.3左右(若换相重叠角较大,可适当增大此比例值);当给定旋至最大直流电压达到最大时,逆变角会自动转为大角度。 5.3额定电压整定

额定电压整定可以在轻负荷的情况下进行。W1电压限制电位器顺时针旋至最大,把

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