12脉波整流并(575v)
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西安龙海电气有限公司
12 脉波 KGPS 中频电源控制原理
KGPS 系列感应加热晶闸管变频装置是利用晶闸管将三相工频交流电能转 换为几百或几千赫的单相交流电能。具有控制方便、运行可靠、 效率高等特 点,有利于提高产品的产量和质量。本装置采用全数字控制,扫频启动方式, 无须同步变压器等,线路简单,调试方便,负载适应能力强,启动可靠。应用 于铸钢、不锈钢、合金钢的冶炼,真空冶炼,感应加热等不同场合。 1.主电路原理 1.1 整流电路原理 整流电路主要是将 50HZ 的交流电整流成直流。由 12 个晶闸管组成的 12 脉 波串联全控整流电路,输入工频电网电压 575V,控制可控硅的导通,实现输出 0~750V 连续可调的直流电压。(如图)
六相 12 脉波全控整流桥工作原理 当触发脉冲在任意控制角时,其输出直流电压为: Ud = 1.35UaCosaX2
式中:Ua = 三相进线电压 a-控制角
1.2 逆变电路原理:
该产品采用了并联逆变器,这种逆变器对负载变化适应能力强,见图(4) 所示。它的主要作用是将三相整流电压 Ud 逆变成单相 400-10KC 的中频交流电。 一般,由于功率大小、进线电压等原因,逆变可控硅的数量有,四只、八只、 十六只三种,即采用单管、串管、并管等技术。但为了分析方便,将其等效为 图(4)电路。 下面分析一下逆变器的工作过程,假设图(4)中,先是①②导通③④截止, 则直流电流 Id 经电抗器 Ld,可控硅①②流向 Lc 谐振回路,Lc 产生谐振,振荡 电压正弦波。此时电容器两端的电压极性为左正右负,如果在电容器两端电压 尚未过零时之前的某一时刻产生脉冲去触发可控硅③④,此时形成可控硅 ①②③④同时导通状态,由于可控硅③④的导通,电容器两端的电压通过可控 硅③④加在可控硅①②上使可控硅①②两端承受反压而关断,也就是说可控硅 ①②将电流换给了③④。换流以后,直流电流 Id 经电抗器 Ld、可控硅③④反向 流向 LC 谐振回路。电容器两端的电压继续按正弦规律变化,而电容器两端电压
极性为左负右正,负载回路中的电流也改变了方向。当电容器右端的正电压要 在过零前的某一时刻再将可控硅①②触发导通,再次形成可控硅①②③④同时 导通状态。可控硅③④承受反压关断,可控硅①②继续导通,着就完成了一个 工作循环。从上述工作过程可以看出,当可控硅①②导通时电流由一个方向流 入负载,可控硅①②和③④相互轮流导通和关断,就把一个直流变成了交流, 可控硅①②与③④每秒钟交替工作的次数也就决定了交流电输出的频率。 1.3 滤波电路 滤波电路是由电抗器担任的,其作用有三: ■ 滤波作用——三相交流进线电压经三相全控整流桥整流后,成为 300Hz 的脉动直流电压信号,由于电抗器的存在,经其滤波滤波后电压变为 较为平滑的直流电压信号。 ■ 隔离作用——将整流端的直流电压信号与逆变端的交流电压信号进行 隔离。 ■ 限流作用——电抗器是一个电感量较大的电感,当逆变侧发生短路或电 流冲击时,限制电流的迅速上升,防止对整流电路和电网的冲击。
6.1.4 负载电路
负载电路是由补偿电容器 C 和负载电感 L 组成的 LC 谐振电路,其工作过 程已在分析逆变电路时讲过。负载电路的主要形式由,平压电路和升压电路两 种,如(图 5)、(图 6)所示。
图(5)平压式负载电路
图(6)升压式负载电路
图中:Un ——逆变器的输出端 LD1——泄放电感 DIP-1 可关掉此调节器。 IC19B 构成逆变角调节器,其输出由 IC19C 为钳位限幅。 6.2.4 逆变部分工作原理 该电路逆变触发部分采用的是扫频式零压启动,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,但是主电路上无 需附加启动电路,不需要预充磁、预充电启动过程,因此,主电路得以简化,但 随之带来的问题是控制电路较为复杂。 启动过程大致是这样的,在逆变电路启动之前,先以一个高于槽路谐振频 率的它激信号去触发逆变可控硅,当电路检测到中频信号时,便控制它激信号 的频率从高向低扫描,当它激信号的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。 若一次启动不成功,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,重复启动电路一旦检测到它激信号进入到 最低频段,便进行一次再启动,把它激信号在推到最高频率,重新扫描一次, 直至启动成功。重复启动的周期约为 0.5 秒钟 ,完成一次启动到满功率的时间 不超过 1 秒。 逆变部分工作原理 该电路逆变采用的是扫频式软启动。在逆变电路启动前,先以高于槽路谐 振频率的它激信号去触发逆变可控硅〔KK〕当电路检测到主电路电流时,便控 制它激信号从高到低扫描,当它激信号的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。 4.
若一次启动不成功,它激信号便会一直扫描到最低频率,重复启动电路投 入工作,重新扫描一次,直至启动成功。重复启动的周期约为 0.5 秒。 二. 操作方法及注意事项 1.启动过程: ■ 按“控制电源合”按钮接通控制电源。 ■ 等主电路延时合闸后,对应指示等亮。 ■ 按“中频启动”按钮启动中频。 ■ 顺时针略旋点调功电位器,可看到直流电流表上下摆动,这是逆变器 在自动进行扫频工作,当扫描频率接近主回路谐振频率时,锁相环锁 定,启动成功。 ■ 旋调功电位器升功率,进行正常工作 2.停机过程: ■ 逆时针旋调功电位器至最小 ■ 分断“中频停止”开关 ■ 按“主电路分”按钮分断主电 ■ 按“控制电源分”按钮分断控制电源 3.注意事项: ■ 电源在每次启动前应先检查各冷却水是否正常,有无漏水现象; ■ 调功电位器是否返回最小位, ■ 在运行中 频繁发生过流、过压现象应认真检查,是否存在短和打火现 象。 三. 控制板各指示灯代表的状态(新版已经全汉字标注) 代号 状态 O.C 过电流指示 O.V 过电压指示 L.V 欠压指示 WPL 水压不足 VLOP 电压环投入 POW 缺相指示 Φmax 逆变角太大〔启动成功后熄灭〕 Φmin 逆变角太小〔启动时闪烁〕 四. 各电位器的作用 W1〔VF〕 —调节限电压值和电压保护值;逆时针增大整定值 W2〔IF〕 —调整限电流值和电流保护值;逆时针增大整定; W3〔Φmin〕 —调整最小逆变角; 逆时针增大整定值 W5〔Φmax〕—调整最大逆变角; 顺时针增大逆变角