技师读图分析

三相晶闸管中频电源装置的读图晶闸管中频电源装置是利用晶闸管把 50 HZ 的工频电流变为中频电流，中 频电流流过加热炉的感应器，从而加热和熔化炉料。

1. 主电路KGP S100-1中频电源装置的主电路原理图如图 5-4所示。

该电路由整流和逆 变两部分组成。

经过全控整流后的直流电经电感滤波后送给逆变器，逆变器的 输出端接负载，输出频率由LC 并联振荡器的谐振频率f0决定，输出功率可以 通过调节整流触发角来改变整流输出电压，以达到调整功率的目的。

twl __ ]__工 _ Ira 5—4 KGPSIOO —I Si 闸管中电S 主电略原理圏(1) 整流电路380 V 工频电网电压经低压断路器 QF 、接触器KM1为线路供电，晶闸管 VT1〜VT6接成三相桥式全控整流电路；在电源输入端接入由C 、R 组成的阻容 吸收装置FRC 及由硒堆组成的过电压保护装置 FV ，以避免电网中出现的操作 过电压和其他故障可能产生的浪涌电压危害晶闸管；每个晶闸管都串有空心电 感器、电阻、电容及快速熔断器组成晶闸管保护线路，限制电流上升率； 电路 中的整流电流通过分流器 RD 检测，经电感Ld 滤波；Rp 是引流电阻，其通断由 接触器KM3控制；另外，交流电源线上装有两组电流互感器 TA1、TA2，用于 电路的截流和过电流保护。

(2) 逆变电路逆变桥由晶闸管VT7〜VT10组成。

每个晶闸管均串有空心电感以限制晶闸 管导通时的电流上升率。

感应加热电炉EH 为逆变桥的负载，由电容C 补偿所需 要的无功功率。

电容CQ 、电感LQ 及晶闸管VT11构成起动电路。

中频电流互 感器TA3、中频电压互感器TV 用以检测逆变器的中频电流和电压。

电流互感器 TA 所检测的信号用作自动调频用。

2. 控制电路(1)整流触发电路其框图如图5-5所示。

从同步信号电源变压器1输出的同步信号经阻容移相 电路2a 2b 、2c 后滞后，其滞后的波形送至脉冲形成级 4a 4b 、4c ,可通过改 变移相控制端电压来改变触发脉冲控制角，输出的矩形脉冲再经微分电路后产生 一负尖脉冲送至双稳态触发电路，输出得到六路单脉冲，这六路单脉冲相位关 系是两两相差60°，同时这六路单脉冲经过双脉冲形成级 7a 〜7f 形成六路双脉 冲送至脉冲功放级8a 〜8f 进行功率放大，放大后的脉冲经变压器加到晶闸管上。

VT7〜vrior1 sI■ 7 *ill?3IJJki>Clvn^ VT6IjKM叭QF KMIrue图5-5集成式整流鯉发电路握ffi1 一同芈倍町电號变ffiB 2打2乩2«—班奪轉III 电略3—移崩控制电辭恤、4乩扯！*冲用^£级 54-3于一微井电踣g, 6b*氐一収稳渺魅发唱阴収牀冲腦成《帥=对一眛冲功«»(2)逆变触发电路 其框图如图5-6所示。

为了实现频率的自动跟踪，逆变触发电路采取自激工作方式，自激信号来 自负载端，通过电流互感器及电压互感器检测出负载端电压及电流信号，经调 频电路进行合成得到调频信号，输入到方波变换器变成两组互差180。

的方波输 出，经微分电路后产生尖脉冲，送至双稳态触发电路形成两组互差 180°的矩形 脉冲，经脉冲功率放大级进行功率放大，然后经脉冲变压器加到逆变晶闸管上。

图5-6逆变触发电路框图3. 过电流、过电压保护电路由电流、电压检测电路检测到的电流、电压信号经整流滤波后，与给定信号 进行比较，当检测信号超过预先设定值时，装置中的过电流、过电压保护电路 工作，把移相控制端电压降为 0 V ，使整流触发脉冲控制角自动移到 150°, 相全控整流桥自动由整流区快速拉到逆变区，把电感中的能量馈送到电网中去， 从而切断整个电路，电表读数快速回零，以避免事故发生。

过电流、过电压的数 值设定可通过调节电位器2RP1、2RP4分别给定(见附图1)。

4. 截电流、截电压电路由于感应加热工作过程中电路参数变化很大，有时虽然电流、电压超过允 许值，但并不意味着设备一定出了故障，而是电路参数变化过大所致，只要限71 77c13bUa!6a7t f1Ifsr制此时的电流、电压不超过允许值，设备仍能正常工作。

为此系统设置了截电流、 截电压电路。

当电流电压检测电路检测到的电流、 电压信号超过预先设定的截电 流、截电压信号时，控制板上的截电流、截电压指示灯就亮，装置中的截电流、 截电压电路就工作，通过改变移相控制电压，自动把整流触发脉冲控制角后移， 使三相全控整流桥的输出电压降低，从而使主机工作电流、 降到截电流、截电压设置值，其数值设置可通过调节电位器 别给定(见附图1)。

5. 集成电路触发器由于分立元件组成的触发电路，线路复杂且使用元件多， 性能可靠、功率低、体积小，已在晶闸管电路中大量使用。

下面介绍几种常用的 KC 系列集成电路触发器。

(1) KC04晶闸管移相触发器KC04电路的原理图如图5-7所示，点划线框内为集成电路。

V1-V4组成同 步检测环节。

端子7、8输入同步电压UT ，经限流电阻R4加到V1、V2基极。

uT 正半周时，V1导通，V2、V3截止，m 点低电平，n 点高电平；uT 负半周时， V1截止，V2、V3导通，m 点高电平，n 点低电平。

V6、V7组成与门电路，只 要m 、n 两点有一处是低电平，就将 Ub4钳位在低电平，V4截止。

只有在同步 电压过零时刻，VI 、V2、V3都截止，m 、n 两点都是高电平，V4饱和导通。

V4截止时，积分电容C1充电形成锯齿波。

V4导通时，C1放电形成锯齿波回程 电压。

图5—7 KCIM 伸:理接线图积分电路C1接在V5的集电极，它是电容负反馈的锯齿波发生器。

在V4截止期间，锯齿波上升段开始形成，± 15 V 电源经R10、R6、RP 向电容C1充 电，V5的集电极电位逐渐升高，基极电位有所下降，V5从饱和区过渡到放大区， 集电极电流逐渐下降，虽然流经 R10的电流逐渐减少，但经 C1、R6、RP 的电 流基本恒定，集电极电位线性增大。

锯齿波的斜率决定于 R6、RP 、C1, RP 是 调整斜率用的电位器。

V5是锯齿波形成环节。

电压自动下降，直至 2RP3和2RP5来分而集成电路触发器 m 、 HI'C3丰 0.01M畫Q I __IJV I ------- > R6Q]亠•丄 -- ■<5V]孙r R413k SV3VIOVM11V V卜0畑煜——5?Tki lok 打 Y(JpO.a47U '50加VI3vn ?锯齿波电压Uc5经过R3,偏移电压Up经过R1，控制电压Uk经过R2在V6的基极并联综合，当V6基极电压达0.7 V时，V6导通。

不改变Uc5、Up, 让Uk变动，V6导通时刻随之变动，即脉冲可前、后移动。

V6、Up、Uk是脉冲移相环节。

V6截止时，C2经+15V电源，经R11、V7的基射结充电，V7导通，C2的极性是左正右负。

V6导通，C2发出负脉冲信号输入到V7基极，V7 截止。

以后，C2经+15 V电源，R8和V7反向充电。

当电容电压使V7基极电压大于0.7V时，V7又导通。

V7截止期间，在集电极得到一定宽度的移相脉冲，在同步电压的正负半周都产生一个相隔180°的脉冲，其宽度由放电时间常数C2 • R8决定。

V7是脉冲形成环节。

V7每周期输出的两个脉冲，经脉冲选择环节V8和V12，分别截去负半周和正半周的脉冲。

V8基极经稳压管接m点。

m点在同步电压正半周是低电平，V8截止，功放级V9、V10、V11导通，端子1在同步电压正半周输出脉冲。

同样，在同步电压负半周时，端子15输出脉冲。

各点波形如图5-8所示。

端子13、14是提供脉冲列调制和封锁脉冲端的控制端。

(2) KC41C六路双脉冲形成器KC41C六路双脉冲形成器是三相全控桥式触发电路中必备组件。

KC41C的内部原理如图5-9所示，1〜6端输入三块KC04来的6个脉冲，每个脉冲由二极管送给本相和前相，再由六路晶体管放大输出。

图5—9 KC41C 电路外部接线图V7是电子开关，当控制端7接低电平时，V7截止，各路有输出脉冲。

7端 接高电平时，V7导通，将各电路输入脉冲接地，无输出脉冲。

各点波形如图5-10 所示。

用两块KC41C ，使其对应的输入端并联，两个控制端 7分别作为正反组 控制端。

这样可以组成三相全控桥逻辑无环流可逆系统的触发器。

（3）KC42脉冲列调制形成器在大功率晶闸管触发电路中，为了减小脉冲变压器的体积，提高脉冲前沿 的陡度，常常采用脉冲列触发电路。

KC42就是脉冲列调制电路。

其原理图如图5-11所示。

下面以三相全控桥式电路为例予以介绍。

Akdr ¥5r -Q 口 rtr1 k5 r f A 4_L 1 2J5N k「LXiC=3— V]-o^-coys.-CZHV3-—c□- V4■p■—V5—y6-O'r\7 V9—M5—1,0 KC4ir 电路各点波形團备酬 —6 n来自三块KC04触发器13号端子的触发脉冲信号，分别送入KC42的2、4、12端。

VI、V2、V3构成与非门电路。

只要任何一个触发器有输出，S点就是低电平，V4截止，使V5、V6、V8组成的环形振荡器起振。

否则，S点高电平，V4导通，环形振荡器停振。

端子10及经V7整形放大由端子8输出的波形如图5-12 所示。

振荡周期T=TI + T2，其中T1=0.693R1C1; T2=0.693C2R1R2/ (R1 + R2)。

振荡频率f=1/T。

flu窕LI 1iJiLJUL图—12 KC42各点波闿馬KC42调制脉冲频率为5〜10 Hz,调节R1、R2、C1、C2值可改变频率；调节R1、R2比例可改变调制频率的占空比。

(4)KCZ6集成化六脉冲触发组件集成化六脉冲触发组件原理如图5-13所示。

每相同步电压经RCT型网络滤波，约移相30° 0电位器RP5、RP6、RP7微调各相同步电压的相位，保证六相脉冲间隔均匀。

同步电压取30 V左右，电流限制在2〜3 mA。

同步电压输入后，在KC04电路端子4形成100Hz的锯齿波。

偏移电压Up调好后，改变Uk就可以在端子13得到移相的一定宽度的触发脉冲。

将三块KC04输出的触发脉冲，送到KC42的输入端2、4、12,调制成5〜10 kHZ脉冲列，再从输出端8送到三块KC04的端子14。

这时，KC04的输出端1、15输出调制了的触发脉冲。

三块触发器的6个输出脉冲，送到KC41的1〜6输入端。

KC41输出端10〜15是按后相给前相补脉冲的规律，经V1〜V6放大，可输出驱动电流为300〜800mA 的双窄脉冲列。