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 中高频电源控制板 >> 中高频电源控制板 SCR3200系列中频电源控制板 >> SCR3200系列中频电源控制板
 
  
产品编号:
3517254016
产品名称:
SCR3200系列中频电源控制板
规  格:
产品备注:
控制板
产品类别:
中高频电源控制板
 
    产 品 说 明
    我公司生产的SCR3200系列中频电源控制板是最新推出的结合787和785电路高度集成化和恒功率控制的优点而生产的最新一代产品,控制板上带整流和逆变脉冲压器。 1.控制电路原理整个控制电路除末级电路部分外,做成一块印刷电路板结构,从功能上分为整流触发部分、调节器部分、逆变部分、启动演示部分。详细电路见《SCR3200中频电源控制板电路原理图》。

1.1  控制板接线说明:

    控制板采用两组15-17V交流电源,分别接于18VAC 接线端子上。A、B、C分别为A相同步,B相同步,C相同步接线,分别直接接于三相工频电上。27、GND为过流,过压保护的继电器输出端,可设计成声、光及其它方式的报警系统。。当设备主电路发生过压、过流后,整流桥被拉到逆变区的同时,过流、过压继电器动作,点亮面板上的指示灯,在此同时板子上过压、过流工作指示灯变亮。X21、G6,X11、G4,X31、G2为整流桥共阳极组SCR6、SCR4、SCR2三只可控硅触发脉冲的输出端,分别与相应的可控硅的控制极和阴极相接。 G5、1,G3、1,G1、1分别为整流桥共阴极组SCR5、SCR3、SCR1三只可控硅触发脉冲输出端,分别与相应的可控硅的控制极和阴极相接。33、34、35为逆变启动和停止控制输入端,其外接线路如下图2所示:(图中指示灯为发光二极管)K1、K2、K3为三相工频交流互感器输入端,通过进线端的500/5A的互感器,再通过5/0.1A的电流互感器二次转换后,星形接于三个接线端子上。作为过流检测和电流闭环调节的输入信号。054、055为中频反馈电压输入端,通过1000/15V的中频变压器转变成合适的电压信号输入,作为过压检测和电压闭环调节的输入信号。073、074、075为功率给定调节电位器输入端,075端接于功率调节电位器的右端点,074接于中间接点,073接于左端点,使功率调节的方向为顺时针功率增大,逆时针功率减小。G7、7,G8、8,G9、9,G10、10,G11、11,G12、12,G13、13,G14、14为逆变可控硅触发脉冲输出端,分别接于相应可控硅的控制极和阴极上,其中G7、G8、G9、G10为逆变桥的一组对角上的可控硅的控制极输入端,G11、G12、G13、G14为另一组对角的可控硅的控制极输入端。182(-)、183(+)为外接频率表负极与正极的输出接线端。

1.2  调整电位器说明:

    将控制板安装于柜子上,使逆变变压器向下方,按此位置固定的各电位器功能如下:上端三个电位器W7、W8、W9为A、B、C三相同步信号调节电位器,用户一般不需调整。电位器W6为移相嵌位电压调节电位器,调节此电位器可改变移相电压的起始电位,应使其满足:当功率调节电位器反时针旋到底时,整流主回路应无输出,但触发脉冲应有输出。最右端的电位器W5为频率表的校正电位器,旋动此电位器,频率表指示可发生变化。左下方四个电位器从左到右依次为W4限压、W3过压和W2过流、W1限流调整电位器,该电位器为多圈精密电位器,顺时针旋转为整定值减小,逆时针旋转为整定值增大。1.3调节器工作原理调节器部分共设有四个调节器:中频电压调节器、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段,电流环始终参与工作,而电压环仅工作于运行阶段;另一阻抗调节器,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,即功率因数角。调节器电路的工作过程可以分为两种情况:一种是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,阻抗调节器的给定小于反馈,阻抗调节器便工作于限幅状态,对应的为最小逆变角,此时可以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;另一种情况是直流电压已经达到最大值,电流调节器开始限幅,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,阻抗调节器便输出限幅,开始工作,调节逆变角调节器的θ角给定值,使输出的中频电压增加,直流电流也随之增加,达到新的平衡。此时,就只有电压调节器与阻抗调节器工作,若负载等效电阻Rh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桥能在某一θ角下稳定的工作。中频电压互感器过来的中频电压信号054和055输入后,分为两路,一路送到部分,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IC7A组成,其输出信号由IC7D进行钳位限幅。IC7C和IC6C组成电压闭环自动投入电路,DIP-3开关用于电压开环调试。内环采用了电流PI调节器进行电流自动调节,控制精度在1%以上,由主回路交流互感器取得的电流信号,从K1、K2、K3输入,经二极管三相整流桥整流后,再分为三路。一路作为电流保护信号,另一路作为电流调节器的反馈信号,还有一路作为阻抗调节器的反馈信号。由IC6B构成电流PI调节器,然后由IC6A隔离,控制触发电路的电压-频率转换器。 IC6C构成阻抗调节器,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输出,或者可提高整流桥的输入功率因数。DIP-1可关掉此调节器。IC8B构成逆变角调节器,其输出由IC8C为其钳位限幅。 

1.4  逆变部分工作原理

    本电路逆变触发部分,采用的是扫频式零压软起动,由于自动调频的需要,虽然逆变电路采用的是自励工作方式.,控制信号也是取自负载端,但是主回路上无需附加的起动电路,不需要预充磁或预充电的起动过程,因此,主回路得以简化,但随之带来的问题是控制电路较为复杂。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直流电流时,便控制它激信号的频率从高到低扫描,当它激信号频率下降到接近槽路谐振频率附近时,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扫描,转由自动调频电路控制逆变引前角,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秒钟,完成一次起动到满功率运行的时间不超过一秒钟。由054和055输入的中频电压信号,经变压器隔离送到中频起动模块,中频起动模块输出的信号经微分后变成窄脉冲输出,驱动逆变未级MOS晶体管。IC8D为启动失败检测器,其输出控制重复起动电路,IC8A为启动成功检测器,其输出控制中频电压调节器的输出限幅电平和主回路直流电流。W6为逆变它激信号的最高频率设定电位器。

1.5  启动演算工作原理

    过电流保护信号经IC7B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“过流”指示灯亮和驱动报警继电器。过电流触发器动作后;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。通过W2微调电位器可整定过流电平。自动重复启动电路由IC9A组成。DIP-2开关用于关闭自动重复启动电路。 IC5B组成过电压截止触发器,封锁整流桥触发脉冲(或拉逆变);驱动“电压”指示灯亮和驱动报警继电器。过电压触发器动作后,也象过电流触发器一样,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。通过W1微调电位器可整定过压电平。复位开关信号由075、复位输入,闭合状态为复位暂停。

2  调试

2.1  整流部分的调试

    调试前,应该便逆变桥不工作。例如:把平波电抗器的一端断开或断开逆变末级输入线,便逆变桥的晶闸管无触发脉冲。再在整流桥口接一个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,在调试过程发生短路时,可以提供过流保护,主控板上的开关均拨在ON位置,用示波器作好测量整流桥输出电流电压波形的准备,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,再把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小,调节整流板上的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Vf微调电位器W1顺时针旋至灵敏最高端,(调试过程发生过压时,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%,可调节整流板上的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,可调节中频电压互感器的相位,即把中频电压互感器20V绕组的输出线调一下,就不会起振了。这样整流桥的调试就基本完成,可以进行逆变桥的调试。

2.2  逆变部分的调试

2.2.1  首先应校准频率表。用示波器测逆变触发脉冲的它激频率(它激频率可以通过W6来调节),调节W7微调电位器,便频率表的读数与示波器测得的相一致。

2.2.2  起振逆变器。调节控制板上的W6微调电位器,使其略高于槽路的谐振频率,W3、W5微调电位器旋在中间位置。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,逆变桥便进入工作状态,当起动成功后,控制板上“P.P”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,可调节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。此步骤的调试,亦可使DIP-2和DIP-3开关处在OFF位置,此时加入了重复起动功能,电压环也投入工作。

2.2.3  逆变起振后,可做整定逆变引前角的工作,把DIP-1开关打在OFF位置,调节W5微调电位器,使中频输出电压与直流电压的比为1.2左右(若换相重叠角较大,可适当增大此比例值);再把DIP-1开关打在ON位置,调节W3微调电位器,使中频输出电压与直流电压的比为1.5左右或更高),此项调试工作可在较低的中频输出电压下进行。注意:先调1.2倍关系,再调1.5倍关系,否则顺序反了,会出现互相牵扯的问题。

2.2.4  下一步可以在轻负荷的情况下整定电压外环。主控板上的DIP-3开关拨至OFF位置,W1微调电位器均顺时针旋至最大,把面板上的“给定”电位器顺时针旋大,逆变桥工作。继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋至最大,逆时针调节W1微调电位器,使输出的中频电压达到额定值。在这项调试中,可见到阻抗调节器起作用的现象,即直流电压不再上升,而中频输出电压却还能继续随“给定”电位器的旋大而上升。

2.3  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倍上,当进行额定电压整定时,过压保护就自动整定好了。若觉得1.2倍不合适,可改变控制板上的R13电阻值,增大R13,过压保护电平增高;反之减小。

2.4  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又1.5倍上,当进行额定电流的整定时,过流保护就自动整定好了。若觉得1.5倍不合适,可改变控制板上的R43电阻值,增大R43,过流保护电平增高;反之减小。

2.5  额定电流整定

    在满负荷下,调节控制板上的W2电流反馈微调电位器,使直流电流表达到额定值。

3  注意事项

3.1  调试需准备的工具

    一台20M的示波器,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电压的测量。一个≤5000、≥500W的电阻性负载。

3.2  整流部分调试中的问题

    若在整流部分调试中,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。在整流部分调试过程中也间接检查了面板上的“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。

3.3  整定额定输出电流中的注意事项

    上电数秒钟后,把面板上的“给定”电位器顺时针慢慢旋大,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,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对,特别是5A:0.1A电流互感器的原、付边是否接反,0.1A绕组上的68Ω电阻是否接上。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,继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋大,使直流电流表指示到额定电流的20%左右,用示波器观察主控板上D15的正极波形,即电流取样波形,(示波器探头的地线夹在主控板的跳线上),正常的电流取样波形,应该是6个负极性波头高低一致,若波头相差太大,说明电流互感器的同名端没有接对,必须改对,否则会影响电流调节器的正常工作。需要指出的是,当平波电抗器的直流电阻较小时,在直通状态下作额定电流的整定,会出现直流电流振荡的现象,可在直流回路里串一点电阻加以解决,另外,水冷装置在作此项调试时,必须通水冷却。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。这与一般的中频电源的电流整定是一样的。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。

3.4  校准频率表

    若中频电源用的是专用中频频率表,则可免去此步调试。但还是推荐使用直流毫安表头改制的频率表,这一方面是可以测得最高它激频率,另一方面是价格便宜。

3.5  逆变脉冲的简便检查

    为了判断逆变晶闸管的门级线连接是否正确,首先检查逆变末级上的LED亮度是否正常,不太亮则说明逆变未级的E和C端子接反了,再把主控板上CON3-5对外的连线解掉,看熄灭的LED末级是否处在逆变桥的对角线位置。 3.6逆变不起振若把中频电压互感器20V绕组输出线对调后,仍然启动不起来,此时应确认一下槽路的谐振频率是否正确,可以用电容/电感表测量一下电热电容器的电容量及感应器的电感量,计算出槽路的谐振频率,当槽路的谐振频率处在最高它激频率的0.6-0.9的范围内时,起动应该是很容易的。再者就是检查一下晶闸管是否有损坏的。

3.7  整定逆变引前角中的问题

    逆变起振后,可做整定逆变引前角的工作,把DIP开关均打在OFF位置,用示波器观察电压互感器100V绕组的波形,调节主控板上微调电位器,使逆变换相引前角在22°左右,此时中频输出电压与直流电压的比为1.2左右(若换相重叠角较大,可适当增大此比例值),此步整定的是最小逆变引前角,一般希望它尽可能的小,当然,过小的换相引前角会使换相失败,表现为中频电压升高时,会出现重复起动。

    再把DIP-l开关打在ON位置,调节主控板上W3微调电位器,整定最大换相引前角。根据不同的中频输出电压的要求,最大换相引前角亦不同。如中频装置的三相输入电压为380V,额定中频输出电压为750V时,则要求最大换相引前角在42°左右,此时,中频输出电压与直流电压的比为1.5;若中频装置的三相输入电压仍为380V,而额定输出电压为1000V时,则要求最大换相引前脚在56°左右,此时中频输出电压与直流电压的比为2.0。一般希望他尽可能的大些,这在系统输入电压偏低时,仍可保证中频输出电压到额定值,当系统输入电压偏高时,由于有调节器的作用,中频输出仍然不会出现过电压。此项调试工作可在较低的中频输出电压下进行。注意,必须先调最小逆变引前角,再调最大逆变引前角,否则顺序反了,会出现互相牵扯的问题。有时由于电压表不准,给调试带来错误的结论,所以应以示波器测得的引前角为准。调试中若出现逆变引前角调不小的现象,在排除了槽路谐振频率过低的原因后,应检查逆变晶闸管是否都工作了,当只有三只晶闸管工作时,就会出现逆变引前角过大的现象。

3.8  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。在这项调试中,可见到阻抗调节器起作用的现象,即直流电压不再上升,而中频输出电压却还能继续随“给定”电位器的旋大而上升。在整定额定输出电压时,应在直流电流低于额定电流的条件下进行,否则会由于电流调节器的作用,便中频输出电压调不上去。

3.9  它激频率

    一定要便它激频率高于槽路可能的最大谐振频率,否则,系统由于它激频率的“拽着”而不能正常运行。它激频率高于槽路可能的最大谐振频率1.2倍是合适的。

3.10  恒功率输出

    对熔炼负载来说,恒功率输出是很重要的,要想使恒功率区的范围大,就要使逆变引前角从最小变到最大的范围尽可能的大,同时负载阻抗的匹配也很重要。即使不是熔炼负荷,这样做也有利于提高整流的功率因数。
 
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