中频炉说明书.docx
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中频炉说明书
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:
CaOmg)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/220VDC10A/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AC17V/3A,两路
逆变脉冲输出
1)UE,2)UA3),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
W2VF
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。
W1ΙF
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。
W3Wθ
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。
10DⅠP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
、