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中频电源控制板工作原理
中频电源控制板工作原理
 

    晶闸管中频电源控制板,是使用频率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。
使用范围
适用于400---10000HZ的各种晶闸管并联中频电源。

 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。

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
 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
中频电源控制板工作原理
    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。
     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
  
发光二极管工作状态

电位器

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。

使用注意事项
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。
                                              

 


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