可控硅电源说明书

KGPS晶闸管淬火加热中频电源技术说明书概述：KGPS型可控硅中频电源是一种静止变频装置,利用可控硅元件将工频三相交流电源变换成中频单相交流电源,主要应用于感应加热.感应熔炼及其他需要中频电源供电的场合.由于它具有整机效率高,重量轻,噪音小,起停迅速而且对电网无冲击,频率自动跟踪负载参数变化,功率调节方便等一系列优点.因而,它正在逐步取代中频发电机组.本装置主电路采用"交流——直流——交流"变换系统由三相全控桥式整流电路,电感虑波电路,并联逆变电路组成.可控硅元件用水冷却.其控制系统由集成电路组成性能稳定,可靠.启动采用先进的扫频式零电压方式,安全,方便.维修简便,经济,特别使用于金属弯管、焊接、加热及热处理工况.MPU—7恒功率晶闸管中频电源控制板，主要由电源、调节器、移相控制电路、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、超大规模专用MPU集成电路，使其电路除调节器外，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K P晶闸管的门极线接入控制相应的接线端上，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、正常使用条件2.1海拔不超过2000米。

2.2环境温度不低于-10℃，不高于+40℃。

2.3空气最大相对湿度不超过90%（20℃±5℃时）。

2.4运行地点无导电及爆炸性尘埃，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。

2.5无剧烈振动和冲击。

3、主要技术参数3.1主电路进线额定电压：380V（50HZ）3.2控制供电电源：单相17V/3A。

3.3中频电压反馈信号：AC 15V/15mA。

3.4电流反馈信号：AC 15V/5mA三相输入。

3.5整流触发脉冲移相范围：α=0~130°。

3.6整流触发脉冲不对称度：小于1°。

3.7整流触发脉冲信号宽度：≥600μS、双窄、间隔60°。

3.8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/μS3.9逆变频率：1000HZ~10KHZ。

3.10逆变触发脉冲信号宽度：30μS3.11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）3. 12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AC：5A/220V：DC：10A/28V。

4、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，其余均为数字电路。

组成该控制板的核心集成电路为U10，型号为MPU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。

4.1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K4、K6、K2从主回路的三相进线上取得，由R8、C5、R9、C6、R10、C7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。

在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。

4.2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，当它激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秒钟。

5、控制板的接线端子与参数控制板共有35个m3接线端子，端子排列图参见图一，各端子功能表如下。

6、发光二极管工作状态7、电位器8、DIP（SI）开关工作状态常见故障处理故障按发生部位主要分为整流部分、逆变部分、启动部分和负载部分。

(1)整流部分故障。

一般来讲，能正常启动。

但电抗器发出声音为嘣嘣声时多为整流部分出现问题，但是炉料过多也会使电抗器发出沉闷的声音，要正确分析。

整流部分主要故障为：①由于接触器接触不良导致电源缺相，可用万用表检测。

②整流晶闸管的保护快熔烧损导致整流后6个波头有缺失。

电抗器滤波时发出嘣嘣声。

③整流晶闸管本身损坏，主要表现为阴阳极短路或者门极和控制极开路(正常电阻为6—30n)。

④用示波器检测整流脉冲，正常整流脉冲为双窄脉冲，如果变成了单脉冲或者脉冲宽度不够基本为整流脉冲变压器或者是整流调节板出现问题。

(2)逆变部分故障。

逆变部分出现故障时电源一般无法启动或启动后元法T作。

主要故障为：①逆变晶闸管损坏。

可用万用表检测，阴阳极电阻无穷大，检查晶闸管的门极和控制极的电阻，正常为10～30fl。

有时测鼍时发现两只损坏，可将一只晶闸管从压紧铜排卜拆除后再进if测量。

②逆变脉冲变压器的输出是否正常，如果逆变脉冲少一路或者没有，要更换逆变脉冲变压器，如更换后依然没有要检测逆变功放板的输出脉冲。

(3)预充电部分故障。

预充电部分故障通常无法正常肩动。

主要故障为：①预充电回路的晶闸管出现短路故障导致无法进行充电，槽路里没有能量，可以直接用万用表测量充电电容两端，一般电压为500V，如果没有电瓜日，测量预充电晶闸管是否短路。

②如果充电电容有电压，但是并不向槽路里放电，原因可能是晶闸管没有导通，用爪波器检查触发回路的脉冲是否正常，检查接触器是否卡死。

③充电电压低，有时有啪啪声，检查充电电容是否有接地。

(4)负载故障。

负载由感应线圈和补偿电容及相连接的通水铜排构成，常见故障有：①补偿电容器有漏油和击穿现象，可用指针万用表xlk挡测量电容器每个柱子对公共端有无充放电现象，若无充电，说明柱子已坏。

②感应圈对地短路，可用1000V摇表测线圈对地电阻(应>IMII)，如果怀疑线嘲对地短路，可用电焊机导线绕直径为0．8一Im、匝数为14圈左右的线圈，代替原感应器进行调试，若能启动说明线圈对地有短路，要进行绝缘处理。

③电抗器铁芯对地短路。

可用2500V摇表测线圈对铁芯或对地的电阻(应> 1MQ)。

测量时拆除连接铜排。

(5)jF常启动后不能进行工作的原因。

①启动成功后频率比正常时高很多，线圈匝间可能有短路或电容器有开路现象。

②启动成功后功率上升过压，说明主电路有接触不良的地方或者逆变引前角过大；启动成功后功率上：升过流，可能是逆变引前角变小使逆变晶闸管关不断，或存在绝缘不良现象，解决方法可以进行调整逆变引前角。

③设备运行过程中，突然过流保护动作，重新启动后，中频电压和直流电压比值变大(正常为1．29～1．33)。

可用万用表检查逆变町控硅是否击穿，控制极是否开路或电阻值变大；用示波器检查逆变触发脉冲是否丢失。

④过流保护动作，应检查整流桥和逆变桥中的晶闸管是否击穿；是否工作节拍发生变化和正常限流；谐振电容是否击穿；感应罔匝间或对地绝缘是否可靠，如不能确定町更换一台备用感应器；电流互感器负载电阻是否开路，如开路，则更换电子保护调节板。

5．典型故障加热中100mm的棒料，当中频电压为450V，频率为1800Hz时工作正常，当电压增大时经常出现逆变失败，可以重新启动，但也时常逆变失败。

处理：①检查负载，对感应线圈的感抗进行测试，没有发现异常。

②对逆变晶闸管进行简单的测量。

③用示波器检查逆变脉冲。

④对并联电容进行简单检查。

⑤逐步切电容或投电容，发现减少一箱电容后，重新调整参数启动中频装置，电压可以升高，分析是补偿电容老化导致耐压不够，更换一箱电容，故障排除。

6．结束语(1)对于中频逆变电源，其故障多发生在高温下长时间使用，南于机内温升过高，散热条件恶化，导致一些元器件尤其是大功率器件烧坏，如导通检测电阻、晶闸管及电容等，发生故障时需要重点检查。

(2)应准备一些常用的配件，比如品闸管、逆变脉冲变压器、整流脉冲变压器，中频变瓜器、同步变压器、各种控制板等，必要时进行替代法排除。

(3)控制系统的稳定。

对于中频感应加热装置的稳定运行十分重要。

因此，平时要积极收集设备原始设计数据或交T验收技术数据，尤其要对测跫点的波形要心中有数，积累经验，对故障的诊断与处理有很大的指导意义。