晶閘管中頻電源控制板,是使用頻率400—10KHZ的中頻電源,主要由電壓調節器,電流調節器,移項控制,過流保護,過壓保護,啟動演算電路,逆變頻率跟蹤,逆變 脈沖形成,脈沖放大及脈沖變壓器組成。其核心部件采用美國生產的高性能,高密度,大規模專用DLJ集成電路,使其內部電路除調節器外。其余均實現數字化,整流器觸發部分不需要任何調整,而且可靠性高,脈沖對稱度高,抗干擾能力強,反應速度快等特點又由于有相序自適應電路,無需同步變壓器,所以,現場調試中免去了調相序對同步的工作,僅需把KP晶閘管的門極線接入控制板相應的接線端上,整流部分變能投入運行。
逆變采用特殊的掃頻使零壓軟啟動方式,啟動性能優于普通的掃頻式零壓軟啟動電路和零壓軟啟動電路。并設有自動重復啟動電路和全電壓啟動電路,重復啟動電路,使啟動成功率達到100%;全電壓啟動電路設有給定限幅電路,當電源偶爾啟動失敗時,它能使電壓電流控制在一定范圍內,并在電源啟動成功后使中頻電流電壓平穩上升。以滿足電源頻繁快速啟動的功能。
使用范圍
適用于400---10000HZ的各種晶閘管并聯中頻電源。
正常使用條件
1)海拔不超過2000米。
2)環境溫度不低于+20C,不高于+400C,
3)空氣最大相對濕度不超過90%(200C±50C)。
4)運行地點無導電粉塵及爆炸性塵埃,無腐蝕性氣體和蒸汽。
5)無劇烈振動和沖擊。
對冷卻水的要求:
1)硬度: CaO mg) 一般情況下 <10
2)溶解性固體: <300mg/L
3)PH值: 7~7.5
4)堿度 : <60mg/L
5)進水溫度: 50C~370C
6)出水溫度: <600C
7)進水壓力: 0.15~0.4MPa
主要技術參數
1)主電路進線額定電壓:100~660V(50HZ)
2)控制供電電源:單相17V/3A
3)中頻電壓反饋信號:20v/15mv.
4) 電流反饋信號15V/5mv。
5) 整流觸發脈沖移項范圍:a=0~1300
6) 整流觸發脈沖不對稱度:小于10。
7) 整流觸發脈沖信號寬度≥600us,雙窄,間隔600。
8) 整流觸發脈沖特性:觸發脈沖峰值電壓≥12V。
觸發脈沖峰值電流≥1A。
觸發脈沖前沿陡度≥0.5A/us.
9) 逆變頻率:400~10000HZ。
10) 逆變觸發脈沖信號寬度:35us
11) 逆變觸發脈沖特性:峰值電壓≥22V
峰值電流≥3A
觸發脈沖前沿陡度≥2A/us
中頻電源控制板工作原理
整個控制電路除逆變末級觸發單元外,做成一塊印刷電路板結構。功能上包括電源,整流觸發,調節器,逆變觸發,啟動演算等,除調節器為模擬運算電路外,其余均為數字電路。
組成該控制板的核心集成電路為U10,型號為DLJ它是一塊專用大規模數字集成電路板,有3路時鐘輸入口,35路輸入/輸出口,內部功能包括整流移項觸發,相序自適應,逆變觸發,逆變引前腳鎖定,逆變重復啟動,過流保護,過壓保護,缺相保護,水壓底保護,控制板欠壓保護,另外還有外部故障輸入保護。
1) 整流觸發工作原理
這部分電路包括三相同步,相序自適應,壓控時鐘,數字觸發,末級驅動等電路。
三相同步信號直接由晶閘管的門極線K4,K6,K2,從主電路的三相進線上取得。由R8,C5,R9,C6,R10,C7進行濾波,再經6只光電耦合器進行電位隔離,獲得6個相位互差60度的矩形波同步信號,輸入到U10的輸入口。
在U10的內部有相序自適應電路,確保了中頻電源的三相交流輸入可以不分相序。
2) 逆變部分工作原理
本電路逆變觸發部分,采用的是特殊掃頻式零壓軟啟動,只需取一路中頻電流反饋信號,其本質上相當于它激轉自激電路,屬于平均值反饋電路。由于主回路上無需附加任何啟動電路,不需要預充磁或預充電的啟動過程,因此,主電路得一簡化,調試過程簡單。
啟動過程大致是這樣的,在逆變電路啟動前,先以一個高于槽路諧振頻率的它激信號去觸發逆變晶閘管,當電路檢測到主電路開始有直流電流時,便控制它激信號的頻率從高向低掃描,同時繼續加大主回路的直流電流,當它少許信號頻率下降到接近槽路諧振頻率時,中頻電壓便建立起來,并反饋到自動調頻電路。自動調頻電路一旦投入工作,便停止它激信號的頻率往低掃描的動作,轉由自動調頻電路控制逆變動作引前腳,使設備進入穩態運行。
若一次啟動不成功,及自動調頻電路沒有抓住中頻電壓反饋信號,此時,它激信號便會一直掃描到最低頻率,重復啟動電路一旦檢測到它激信號進入到最低頻段,便進行一次再啟動。把它激信號再推到最高頻率,重新掃描直至啟動成功。重新啟動的周期約為0.5秒種。
控制板接線端子與參數
控制板共有35個接線端子,端子排列參見圖一,各端子功能見表
發光二極管工作狀態
電位器
調試
1) 調試需準備的工具
一臺20M示波器,若示波器的電源線是三芯插頭時,注意接地線千萬不能接,示波器外殼對地需絕緣,示波器的X軸,Y軸均需校準, 探頭需在測試信號下補償好。
若無高壓示波器探頭,應用電阻做一個分壓器,以適應600V以上電壓的測量。
一個≤500Ω:≥500W的電阻性負載。
2) 整流部分的調試
為了調試的安全,調試前應該使逆便橋不工作。例如:把平波電抗器的一端斷開,再在整流橋直流端接入一個≤500Ω≥500W的電阻性負載。電路板上的IF微調電位器W1順時針旋至最高端,(調試過程發生短路時,可以提供過流保護)。把主控板上的DIP開關撥在ON位置,用示波器做好測量整流橋輸出直流電壓波形的準備,把面板上的給定電位器逆時針旋至最小。這時可以送電了。
合控制電源開關,控制變壓器得電,主控板得電,逆變脈沖板燈亮,電源指示燈亮。按主電路合閘,主接觸器吸合, 主電路得電。指示燈亮。再合中頻啟動開關。關機時由后向前依次進行。
送上三相交流電后(不分相序),檢查是否有缺相報警指示,若有,可以檢查進線是否缺相,主控板上K4,K6,K2線是否連上。
把面板上的給定電位器順時針旋大,直流電壓波形應該幾乎全開放(a=00) ,6個波頭都全在,若中頻電源為380V輸入,此時的直流電壓表應指示在530V左右。再把面板上的給定電位器逆時針旋至最小,直流電壓波形幾乎全關閉,此時a=1200。輸出直流波形在整個移相范圍內應該是連續平滑的。
若在調試中,發現出不來6個整流波頭,則應檢查6只整流晶閘管的序號是否接對,晶閘管的門極是否接反或者短路
在此過程調試中也檢查了面板上的給定電位器是否接反,接反了則會出現直流電壓幾乎為最大,只有把給定電位器順時旋到頭時,直流電壓才會減小的現象。
在停電狀態下,把逆變橋接入,是逆變觸發脈沖投入,取掉整流橋兩短的電阻性負載。把電路板上的W2,VF微調電位器順時針旋至最高端,(調試過程發生逆變過電壓,可以提供過壓保護)。主控板上DIP開關撥在OFF位置,面板上的給定電位器逆時針旋至最小。上電數秒后,把面板上的給定電位器順時針慢慢地旋大,這時逆變橋會出現兩種工作狀態,一種是逆變橋導通,另一種是逆變橋直通。此時需要的是逆變橋直通,若逆變橋為啟振狀態,可在停電的狀態下,調節中頻電流互感器的極性。就不會啟振了,在緩慢旋大面板上給定電位器的操作中,應密切注意電流表的反應,若電流表的指示迅速增大,則應迅速把給定電位器逆時針旋下來,此時說明電流取樣部分有問題,系統處于電流開環狀態,應檢查電流互感器是否接上,接線是否正確。正常的表現是隨著給定電位器的緩慢加大,電流表的指示也跟著增大,當停止旋轉給定電位器時,電流表的指示能穩定的停在某一刻度上,
當出現直通現象時,把面板上的給定電位器順時針旋大是電流表的指示接近額定值的50%左右。用交流電壓表測量11,12,13,三個接線端子間的電壓,三個電壓應該是基本相等的,若相差太大,說明電流互感器的同名端接錯,必須改對,否則會影響電流調節器的正常工作。
繼續把面板上的給定電位器順時針旋到最大,電流表的指示應該接近額定值。逆時針調節主控制板上的W1電流反饋電位器,是直流電流表指示到額定輸出電流,完成了額定電流的整定。
這樣整流橋的調試就基本完成,可以進行逆變橋的調試了。
當調試場地的電源供不出裝置的額定電流時,額定電流的整定,可放在現場滿負荷運行時進行。但是,應先在小電流的狀況下,判定一下電流取樣回路工作是否正常。
3) 逆變部分的調試
首先檢查逆變晶閘管的門極線連接是否正確,逆變末級上的LED亮度是否正常,不亮則說明逆變末級的E和C接線端子接反了,再把主控板上UA對外的連線解掉,看熄滅的LED逆變末級是否處在逆變橋的對角線位置。
把主控板上的DIP開關撥在OFF位置,把面板上的給定電位器逆時針旋到底,把W2 VF微調電位器順時針旋到最大。這時,把面板上的給定電位器順時針梢微旋大,使它激頻率開始從高往地掃描。逆變橋進入工作狀態,開始起振,當中頻電壓達到150V~200V時QD發光二極管亮,啟動成功。若不啟振,表現為它級信號反復作掃頻動作,可調節中頻電流互感器的極性,若啟振,但中頻電壓達到150V~200V時,逆變又失敗,QD發光二極管不亮,可逆時針方向調節電位器W3增大逆變引前腳。
4) 整定逆變引前腳
逆變啟動成功QD發光二極管亮后,可作整定逆變引前腳的工作。當中頻電壓升到300V時,調整主控板上W3微調電位器,是直流電壓升到220V,此時中頻電壓與直流電壓的比植為1.35左右。
5) 額定輸出電壓的整定
在輕負荷的情況下整定額定輸出電壓,把面板上的給定電位器順時針旋大,使輸出的中頻電壓上升,調功電位器以旋至最大,輸出電壓還不到額定植,此時逆時針調節主控板上W2 VF微調電位器,是輸出的中頻電壓達到額定植。這時電源就調試完成了。
使用注意事項
1)晶閘管裝置在作絕緣耐壓測試時,請取下主控制板,否則可能造成主控板永久性損壞。
2)內部電路及參數的更改,恕不另行通知。
3)如果在使用中造成控制板以外的零件順損壞,本公司概不負責。
4)DLJ器件是一種CMOS器件,使用時應注意,兩個引腳之間嚴禁短路,否則將損壞芯片。
13-1過壓保護
控制電路上已經把過壓保護電平固定在額定輸出電壓的1.2倍,如不合適可改變控制板上的R48電阻值,減小電阻過電壓保護電平增高,反之減小。
13-2過電流保護
控制電路上已經把過電流保護電平固定在額定直流電流的1.4倍,當進行反饋信號整定時,過電流保護就自動設定好了。若1.4倍不合適可改變控制板上的R51電阻值,減小電阻R51過電流保護電平增高,反之減小。