感应加热用晶闸管中频电源的原理

  中频是中频电炉的主要配套设备,它的功能是将电网的工频电能转变为电炉使用的中频电能。广泛的应用于金属熔炼、透热、淬火、弯管加热等领域。由于中频较为复杂,维修难度大,再加上现在大多中频电源生产厂家并不提供详细的技术资料,所以增加了用户自行维修的难度。 在维修工作中,笔者对铸造厂使用较多的300KW,1KC中频电源进行了剖析,对照实物绘制了电路图,现整理如下,供同行参考。 P*){~59l一 、 主回路 .,k Vl3300KW、1千周,中频电源主回路电路如图一所示。本机使用三相380V供电,经三相全控整流桥整流由Ld后,供逆变电路使用。逆变电路采用桥式并联逆变方式,整机工作比较稳定。由于该机生产日期较早,仍采用经典的撞击式启动。交流进线侧采用非线性RU1~RU3作为浪涌吸收糸统,同时串联了空芯L1~L3作为限制短路上升的措施。晶闸管元件均装有RC吸收电路,用来吸收晶闸管关断时产生的过电压。整流桥与逆变桥之间串有铁芯式滤波电抗器Ld ,在滤波的同时兼有限制逆变桥直通时故障电流的作用。 KWE;1s整机过电压保护信号取自中频电压器TV1的50V绕组Uk1、UK2端,经D5~D8整流后,由RP1分压取出,取出的电压信号大于DW1的稳压值后,通过D15送到整流触发板。当电压大于过压整定值时,整流触发脉冲被封锁,整机停止工作,达到保护目地。 cxLK'<bo继电控制电路见图一,  动作顺序如下:准备开机时,先启动水泵,供水系统正常后,水压BP闭合。打开控制电路开关QM1,分闸指示灯亮,逆变停止灯亮。按合闸按纽SB2,KM1常开触点闭合自保,KM1,KM3继电器得电动作,主回路得电,交流电压表有指示,合闸指示灯亮,分闸灯灭,KM3常开触点闭合,充电电路工作,向C11启动充电。调直流电压在250V左右,然后按启动按纽SB4,KA1常开触点闭合自保。KA1,KT1,KM2继电器得电动作,KT1延时继电器开始计时。KM2闭合后,C11向振荡槽路放电。整机自激启动。KT1延时约3秒后动作,KT1常开触点延时闭合,KA2得电,KA2常闭触点关断,KM2继电器失电复位,KM2常开触点关断,将C11从回路中切除。常闭触点KA2关断,KM3失电复位,将充电电路断开。同时逆变启动指示灯亮,逆变停止指示灯灭。如启动不成功,可按停止工作按钮SB3,重复上述启动动作即可。 8kVZhjb[e二、整流触发板电路分析 vo3b9P%整流触发板电路如图二所示:其中包括过压保护电路和电流反馈控制电路。整流触发电路采用第三代晶闸管移相触发集成块TCA785P,引脚及性能与国产KJ785xx相同, 可以互换。                                                                                                                                        S<.(NeDP整流触发板采用三块移相触发集成块TCA785P组成三相全控整流桥触发电路。同步电压Ua、Ub、Uc通过阻容降压滤波电路后加到TCA785P同步电压输入端5脚。接在9脚的R525和W5,用以调节锯齿波电压幅度的高低,调节W5可以微调TCA785P输出脉冲的。在整机调试中通过调节W5、W6、W7,使三相输出脉冲相位一致。接在10脚的C509是锯齿波形成器,该电容充电电流的大小由连接于9脚的R525和W5决定,也即决定锯齿波电压上升的斜率。引脚12是输出脉冲宽度控制端,通过C10、3300PF电容接地,控制输出脉冲宽度约在2.5ms左右。引脚6是触发脉冲信号禁止端,该端的作用是封锁14、15脚的输出脉冲。当该脚电压低于2.5V时,输出脉冲被封锁,高于4V时封锁无效,脉冲正常输出。 DO}bDB#]

  11脚是触发脉冲移相控制电压输入端,受控于比例运算放大器6的输出电压。当IC6的输出电压在0.2~13V变动时,相应的整流触发角α在0~150o 变动,也即IC6  输出的控制电压越高,整流触发角越大,而整流桥输出电压越小,是一种反向控制。 H->m.6qK整机电流反馈信号取自工频电流互感器的K1、K2、K3端,由D9~D14组成的桥式整流,C12滤波后,RP2分压取出一部分负电压(设为-UFI),经D16、R13送至整流触发板的电流反馈输入端“-IN”处,和给定信号(调功信号电压,用Ugd表示)相加后,通过R4送到比例运算放大器IC6的输入端。 y>g0 zn由运算放大器的特性可知,正常工作时,输入端3脚电压U3和反相输入端2脚电压U2大致相等,即U3≈U2。而3脚电压是由R13、R5、W4分压取得的,调节W4可以调整U3的大小,U3的调整范围大约在2.6V~5.6V之间。U3电压是运放IC6的基准电压,也即整机的静态工作点。 HB 'p[“2脚电压U2是由给定电压Ugd和反馈电压”-UFI“两部分相加得到的。 jW(LKSl即:U2=Ugd-UFI          I^C K+V j当给定电压小于U3时,整流触发角α在150o左右,整流桥无输出电压,整机不工作。只有当给定电压Ugd>U3时,整流桥才会有相应的输出。 /x=F4,<在正常工作时,调功电位器调在某一位置,整机便以相应功率运行。当某一参数变化时,如输出降低,电流增大,UFI增大,U2=Ugd-UFI将减小,由于2脚是反相输入端,所以IC6输出电压将增大,α角也增大,整流桥输出电压降低,整机电流减小,电流反馈UFI下降,直到电流恢复到原来数值,满足式:U2 = Ugd-UFI    电流调节过程才结束。系统在维持原电流大致不变的情况下,又重新稳定运行。 E zO?3E三、 逆变触发电路 rDS7w+逆变触发电路见图三。由中频电压互感器TV1来的50V电压信号(UK3、UK4)和中频电流信号(Ia、Ib)送入由D19~D22、R19~R21、W1组成的中频电压电流信号合成电路合成后,送到逆变触发电路输入端。经V1、V3两级开关放大后,R11、C3微 分电路将信号的由正半周向负半周的过零点取出,由V5进行功率放大。经过逆变触发脉冲TP1变压隔离后,输出触发脉冲到逆变桥,触发逆变桥对角线晶闸管。 电路中W1用以调节电压分量的大小,同时也就调节了逆变触发引前角。 AfG^82hV5的是脉冲变压器TP1,呈感性。当V5关断时,由于中的电流不能突变,所以,将产生很高的反向电压。D9、DW1给这个反向电压提供了通路,并将反向电压钳制在36V左右,可靠的保护V5不被。放大电路的下半部分和上半部分xx相同,只是输出脉冲相位相差180 o,用来触发逆变桥另一对角线晶闸管。检查开关Q1,在工作位置时,50周、20V的交流信号通过C13,C15接地。检修时,打到检查位置,50周信号通过R16、R17 送到逆变触发电路,用以检查电路是否正常。

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