4KHZ中频电源专用控制板

厂商 :陕西科奥机电设备有限公司

陕西 西安
  • 主营产品:
  • 中频透热炉
  • 中频轧辊淬火设备
  • 中频电炉控制板维修
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商品详细描述
产品详细描述晶闸管中频电源控制板
使用说明书
 
1、概述
晶闸管中频电源控制板,是本公司针对透热和淬火设备开发研制的最新型中频控制触发板,适用频率3KHZ~8KHZ的透热用中频电源。其特点如下:
l         调整简单方便:整个控制板只有三个调整电位器(W1截压、W2截流、W3逆变导通角),因此使用和调整十分方便,调整起来是现有所有控制板中最方便的。
l         负载适应能力强:逆变导通角采用定角控制,同一电源带不同频率的负载时,可直接更换负载不需重新整定参数。
l         控制板一致性好:不同频率电源的控制板可互换,更换后只需重新调整W1截压和W2截流。
l         先进的重复启动功能,实现100%的成功启动。
l         全电压频繁启动功能,能满足淬火设备对中频电源的要求。
 
晶闸管中频电源控制板,主要由调节器、移相控制、保护电路、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,整流触发器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,整流部分便能投入运行。
逆变采用特殊的扫频式零压软启动方式,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,自动重复启动可防止中频电源偶尔的启动失败,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,它能使电源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。因此本控制板可以满足电源频繁快速启动的功能。
 
2、产品名称:晶闸管中频电源控制板
3、适用装置:适用于1000HZ-10KHZ各种晶闸管并联谐振中频电源。
4、正常使用条件:
4.1海拔不超过2000
4.2环境温度不低于-10,不高于+40
4.3空气最大相对湿度不超过90%20±5时)。
4.4运行地点无导电及性尘埃,无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。
4.5无剧烈振动和冲击。
5、主要技术参数
5.1主电路进线额定电压:100V~380V50HZ)。
5.2控制供电电源:单相17V/3A
5.3中频电压反馈信号:AC  15V/15mA
5.4电流反馈信号:AC  15V/5mA三相输入。
5.5整流触发脉冲移相范围:α=0~130°。
5.6整流触发脉冲不对称度:小于1°。
5.7整流触发脉冲信号宽度:≥600μS、双窄、间 60°。
5.8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/μS
5.9逆变频率:1000HZ-10KHZ
5.10逆变触发脉冲信号宽度:30μS
5.11逆变触发脉冲特性:触发脉峰值电压:≥22V
                     触发脉峰值电流:≥1.5A
                     触发脉冲前沿陡度:≥2A/μS
               (逆变的触发脉冲变压器是外接的)
5.12最大外型尺寸:260×190×40mm
5.13故障信号输出: 控制板在检测到故障信号时,输出一组接点信号,该接点容量为AC5A/220VDC10A/28V
6、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,有3路时钟输入口,35路输入/输出口,内部功能包括整流移相触发、相序自适应、逆变触发、逆变触发、逆变引前角锁定、逆变重复起动、过流保护、过压保护、缺相保护、水压低保护、水温高保护控制板欠压保护,另外还有二个外部故障输入保护。
6.1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引线K4K6K2从主回路的三相进线上取得,由R8C5R9C6R10C7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。
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。
6.2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起动,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起动电路,不需要预充磁或预充电的起动过程,因此,主回路得以简化,调试过程简单。
起动过程大致是这样的,在逆变电路起动前,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,当电路检测到主回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动作,转由自动调频电路控制逆变动引前角,使设备进入稳态运行。
若一次起动不成功,即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,重复起动电路一旦检测到它激信号进入到最低频段,便进行一次再起动,把它激信号再推到最高频率,重新扫描一次,直至起动成功。重复起动的周期约为0.5移钟。
8、控制板的接线端子与参数:
控制板共有35M3接线端子,端子排列图参见图一,各端子功能表如下。
功能
端子号
 
故障
输出
K-2
K-1
常开接点AC 5A/220VDC 10A/28V
常开接点的定触头,接电源N线
电压反馈信号
UP1
UP2
中频电压互感器(1000V/100V  20V)
电流
反馈
信号
I1
I2
I3
三相电源的电流互感器
AC,三相15V
控制
信号
KZ
GND
KZ悬空为运行状态,接地为停止运行和故障复位平
GND控制信号接地端(与给这共用)
取样
信号
XH1
XH2
电容器上中频电流互感器
给定
GND
ADJ
115V
GND给定接地端
ADJ给定:DC0~+15V
VCC  DC+15V,最大输出20MA
电源
~17V
~17V
17V
AC17V/3A
逆变
脉冲
输出
UE
UA
UB
+22V逆变输也公共端   E
OUT  逆变脉冲输出端
OUT  逆变脉冲输出端
故障
输入
SY
GND
接地为故障状态,“SYLED灯亮,带3秒延时。
外故障接地端
整流脉冲输出
G1~G6
K1~K6
1~6号晶闸管控制极
1~6号晶闸管阴极
9、发光二极管工作状态
代号
发光二极管亮时指示状态
+15V
控制板+15V电源工作
+5V
控制板+5V电源工作
QD
中频电源启动成功
GY
中频过电压故障
GL
中频过电流故障
QY
控制板欠电压故障
QX
三相输入缺相故障
SY
水压低故障
D9~D14
六路整流脉冲指示,正常为微亮,亮表示SCR门极接反或开路
10DIPS1)开关工作状态
开关
工作状态
DIP-
DIP-2
重复起动开关:打在OFF时,重复起动关;
打在ON时,重复起动开。
11、电位器
代号
功能
W1   VF
最大中频输出电压设定电位器,当有电压反馈时可设定最大中频输出电压,顺时针方向为最小,最大调节范围约2倍。
W2   IF
最大输出电流设定电位器,当有电流反馈时可设定最大输出电流,顺时针方向为最小,最大调节范围约2倍。
W3   θ
逆变引前角设定电位器,顺时针方向引前角减小;逆时针方向引前角增大。
 
13、调试
13.1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“地线”千万不能接,示波器外壳对地需绝缘,仅使用一踪探头,示波器的X轴、Y轴均需较准,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。
13.2 整流部分的调试(VF
为了调试的安全,调试前,应该使逆变桥不工作。例如:把平波电抗器的一端断开,再在整流桥直流口接入一个≤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)。主控板上的DIP-1开关拨在OFF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。
送上三相供电(可以不分相序),检查是否有缺相报警报示,若有,可以检查进线快速熔断器是否损坏。
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放开(A0°),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为指示在520V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,此时的A角约为120度。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,晶闸管的门级线是否接反或短路。
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”电位器顺时针旋到头时,直流电压才会减小的现象。
在停电状态下,把逆变桥接入,使逆变触发脉冲投入,去掉整流桥口的电阻性负载。把电路板上的W1  VF微调电位器顺时针旋至最高端,(调试过程发生逆变过压时,可以提供过压保护)。主控板上的DIP-1开关拨在OFF位置,面板上的“给定”电位器逆时旋至最小。
上电数秒钟后,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,一种是逆变桥起振,另一种是逆变桥直通。此时需要的是逆变桥直通,若逆变桥为起振状态,可在停电的状态下,调节中频电流互感器的相位,就不会起振了,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,此时表明电流取样电路有问题,系统处于电流开环状态,应检查电流互感器是否接上。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,使电流表的指示接近额定值的50%左右。用交流电压表测量I1I2I3三个接线端子间的电压,三个电压应该是大致相等的,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”电位器顺时针旋到头,电流表的指示应接近额定值,逆时针调节主控制板上的W1电流把馈微调电位器,使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。
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的工作是否正常。
13.3逆变部分的调试
13.3.1起振逆变器
首先检查逆变晶闸管的门级线连接是否正确,逆变末级上的LED亮度是否正常,不亮则说明逆变末级的EC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开关的DIP-1拨在OFF位置,把面板上的“给定”电位器逆时针旋到底。把面板上的“给定”电位器顺时针销微旋大,这时它激频率开始从高往底扫描。逆变桥进入工作状态,开始起振,当中频电压达到150V200V时“QD 发光二极管亮,启动成功。若不起振,表现为它激信号反复作扫频动作,可调节中频电流互感器的相位;若以起振,但中频电压达到150V200V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   增大逆变引前角。
13.3.2整定逆引前角
逆变起振成功“QD 发光二极管亮后,可做整定逆变引前角的工作:调节电位器“W3 ”,此时中频输出电压与直流电压的比为1.4左右,直至满意为止。
13.3.3额定输出电压的整定(VF
在轻负荷的情况下整定额定输出电压,“W2  IF”微调电位器顺时针旋至最大,把面板上的“给定”电位器顺针旋大,逆变桥工作。继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋至最大,此时输出的中频电压接近额定值,逆时针调节“W1  VF”微调电位器,使输出的中频电压达到额定值。
14、注意事项
14.1晶闸管装置在做绝缘耐压测试时,请取下控制板,否则可能造成控制板永久性损坏。
14.2内部电路及参数的更改,恕不另行通知。
14.3如果在使用中造成控制板以外的零部件损坏,本公司概不负责。
14.4器件是一种CMOS器件,使用时应注意,器件的两个引脚之间严禁短路,否则将损坏芯片,为保证器件的安全,因此忌用万用表直接测量器件的引脚。
15、其它问题
15.1  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倍不合适,可改变控制板上的R48电阻值,减小R48,过压保护电平增高;反之减小。
15.2  过流保护
控制电路上已经把过流保护电平固定在额定直流电流的1.4倍上,当进行额定电流的整定时,过流保护就自动设定好了。若觉得1.4倍不合适可改变控制板上的R51电阻值,减小R51,过流保护电平增高;反之减小。
15.3  额定电流整定
13.2步聚中没有进行额定电流整定的话,可在系统运行于重负荷下,逆时针调节控制板上的W1电流反馈微调电位器,使直流表达到额定值。这与一般的中频电源的电源整定是一样的。
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