中频炉使用说明书1

1、GWJ系列中频感应熔化炉通 用 使 用 说 明 书成都亚峰炉业有限责任公司目录第一局部：中频感应熔化炉技术说明 3第二局部：中频感应炉炉体使用说明 4第三局部：KGPS频电源使用说明书 13第四局部：操作说明及维护手册24第五局部：产品执行标准及运行条件28第六局部：中频炉系统安装说明29第七局部：附图1、电气原理图2、主控板原理图六脉波中央智能限制板十二脉波中央智能限制板第一局部中频感应熔化炉技术说明-、 技术参数1、中频熔化炉主要技术参数:型号规格额定容 量 (t)额定功率(kW额定频率(kHz)额定电压 (V)工作温度 (C)熔化率(t/h )倾动方式'1 (铝壳)1601750

2、1600电动1 (铝壳)16017501600电动1 铝壳250115001600电动1 铝壳250115001600电动1 铝壳300115001600电动1 铝壳500115001600电动1 铝壳500115001600电动GWJ-1-500/1 铝壳/ 钢壳1750115001600电动/液压GWJ-1-650/1 铝壳/ 钢壳1750115001600电动/液压GWJ-1-1000/1 铝壳 / 钢壳1750124001600电动/液压铝壳/钢壳800124001600电动/液压铝壳/钢壳100024001600电动/液压铝壳/钢壳150024001600电动/液压GWJ-2-100

3、0/ 铝壳/ 钢壳2100024001600电动/液压GWJ-2-1500/ 铝壳/ 钢壳2150024001600电动/液压GWJ-3-1500/ 铝壳/ 钢壳3150024001600电动/液压GWJ-3-2000/ 铝壳/ 钢壳3200030001600电动/液压GWJ-5-2500/ 钢壳5250030001600液压GWJ-7-3000/ 钢壳7300040001600液压GWJ-10-5000/ 钢壳10500040001600液压2、设备运行要求:海拔高度：v 3000m环境温度：5-42 C相对温度：V 90% 平均温度不低于 20 C环境要求：周围无导电尘埃,爆炸性气体及严重

4、破坏金属和绝缘的腐蚀性气体无明显的震动和颠簸安装方式：户内二、限制技术特点简介1 .为并联逆变器研制开发的第五代智能限制器,已广泛应用于各种金属的熔炼、保温及感应加热设备的电源限制.2 .限制器为单板全集成限制板,采用数字触发,具有可靠性高、精确性高及调试容易,继电元件少.3 .先进的扫频式类它激、零电压启动技术,启动成功率达100%4 .逆变限制参考美国ABB pillar 、Ajax公司、日本富士电机等国外先进限制技术.自行开发的逆变限制技术,具有极强的抗干扰水平.5 .自动跟随负载变化,运行时具有非故障性的自动再启动功能以及功率自动调节功能.6 .具有理想的限流、限压,特有的关断时间或逆

5、变角限制,保证设备可靠运行.7 .具有完善的多级保护系统水压、缺相、欠压、过流、过压、关断时间、直通、操作联 锁等.8 . 具有较高的变频效率 1000 Hz及以下大于96%第二局部中频感应炉炉体使用说明一、结构简介1.炉体局部中频炉机械局部由炉体、水电引入系统、倾炉装置等组成.炉体炉体包括炉壳、感应器等.1.1.1 炉壳由两半铸铝炉壳型连接而成,具有刚性好,结构紧凑,维修方便等优点,其回转轴承孔一次加工而成,保证了同心度,使炉壳及回转轴在倾炉过程中不会因不同心而变形.1.1.2 感应器感应器是炉体的心脏,它不仅直接影响到炉体功率的吸收,其设计的合理性及制造质量直接影响到炉衬使用寿命.由我们生

6、产的感应器具有以下特点：a感应器参数由计算机进行优化设计,得到一组最满意的技术参数,供设计人员进行结构设计.b感应器均采用厚壁优质T2紫铜管,在专用绕制设备上绕制成型 ,在工艺及设备上保证了制造质量及线圈内壁的平整性,进一步提升了炉体的使用寿命.c 感应器匝间距通过足够数量的环氧立柱加以固定,使感应线圈成为一体, 从而减少工作时的震动和噪音.水电引入系统：炉体水路互相并联,通常采用开启式软化水冷却.见水系统原理图1.2.1 水电引入均采用后出线形式,减少了线路损耗,提升了水冷电缆的使用寿命.1.2.2 水系统内在总进水管上应装有压力传感器,以便调整各冷却支路的水流量,保证设备 的正常运行.1.

7、2.3 水冷电缆采用冷压成型工艺与铜绞线压接.这种方式连接稳固,接触电阻小,不损伤 铜绞线并可快速更换,能承受的水压而不泄漏或破裂.倾炉系统倾炉机构采用蜗轮蜗杆减速机(电动、手动) .2.中频电源简介：中频电源电柜：采用上进下出线. 柜内布置简洁合理, 主电路与限制电路隔离,易损件更换方便,有必要的平安保护举措.1 .1.1主电路：本电源采用可控硅并联谐振电路,它具有可靠性高,保护容易,且逆变桥对 触发脉冲有一定的容错水平,较之串联谐振电路和IGBT电源易于实现短路保护,是国外大公司首选的电源结构.逆变可控硅选用国产品牌,电流电压的储藏数R倍, 整流元件选用国产品牌, 所有可控硅都是经过严峻的

8、 72小时连续高温阻断和全动态测试,使装机元件具有极高的可靠性；对 元件的外部吸收参数进行瞬间动态优化筛选,从而使换相尖峰电压对元件造成的不可逆劣化减少到最小,从根本上提升了设备的使用寿命.2 .1.2补偿电容器：选用国产品牌产品一一新安江电力电容器厂生产的专用大容量电热电容 器,使成套设备占地面积尽量缩小.3 .1.3限制回路：4 1)采用全数字超大规模集成电路、单板结构,所有器件都经过高温老化筛选.限制电路采用数字限制,抗干扰水平强,除完成常规的整流、逆变、过压、短路、限流、限压的限制 功能外,还带有故障自诊断功能和故障延时功能.5 2) 采用零电压智能扫描启动电路,保证带塔锅模启动和满炉

9、、冻炉启动的可靠性；同 时具备常规的自动重复启动功能.6 3) 输出功率连续可调,以满足烘炉、熔化、升温、保温的需求.7 4)专门设计的逆变角限制环路,可根据负载工况,通过限制逆变角实时调整等效负载阻 抗,使电源和负载处于最正确匹配,使电源一直处于可能的最大出力状态,功率因数可达以上,最大限度地发挥了设备的出力.这样在整个工艺允许的工况范围内,设备可到达恒功率输出,加快了熔化速度；到达额定温度后,可实现自动保温,节约了电能.8 5) 输出功率的调节只需一只电位器,实现了 “傻瓜操作,预防了由于误操作损坏设 备.在生产过程中也无需对电源状态进行专人值守和除功率给定以外的其它操作.9 6 电压、电

10、流采用双闭环无差限制,不但可克服电网波动和负载变化的扰动,而且在限压限流工况时为无差调节,没有传统截压、截流工况所造成的设备出力损失.二、使用说明书1、用途：本产品用于熔炼及保温各类铸铁、铸钢,本说明书适用于5tGWJ系列铝壳炉体中频无芯感应熔炼炉和 GWJB列中频无芯感应保温炉.2、产品技术参数：见相应规格的电炉总图“主要技术参数表.3、技术要求：产品应符合GB100673,JB4280标准中的有关规定及本企业标准要求.产品在以下条件正常工作；9.2.1 海拔不超过3000米；9.2.2 环境温度在+540c9.2.3 相对湿度90%9.2.4 工作场所没有导电性尘埃和对金属绝缘材料破坏作用

11、的腐蚀性气体；9.2.5 冷却水质及要求：a、PH值在69范围；b、硬度不大于10° G 1° G等于1公斤水中含有10mgCa¥量；c、总固体含量w 250mg/l;d、电阻率要适当的高,不同工作电压下的值为：工作电压V水的电阻率 Q-cm>10002000>1000 20006000>2000 300014000a、对于中频电源的二次冷却水必须进行过滤,消除水质中的各类杂质, 以免堵塞冷却管道引起事故.b、进水温度+535C；出水温度不超过 55C；进水压力 0. 4 Mpa4、工作原理：本产品的工作原理就是电磁感应定律的实际应用之一.我们将

12、感应器作为一次线圈,增此磁通的大局部交期中的金属作为二次线圈.当给感应线圈通上交流电时就产生交变磁通, 链着塔期中的金属炉料, 于是在炉料中产生感应电势, 又由于炉料是导体且呈闭合回路, 在 该感应电势的作用下产生强大的感应电流 I ,又由于电流的趋表效应和炉料有电阻 R,因此 产生大量焦耳热,从而使炉料加热以至熔化.用电热转换公式表示如下：热能公式：W=I 2Rt 焦耳热能公式：Q=卡式中：I为炉料中的电流 A; R为炉料电阻Q; t为通电时间sec.5、炉衬材料、筑炉和烧结：本系统安装尽管不是很复杂,但要求很高.这是由于工作场合特殊的缘故一一强大的电能、水流、高温熔化金属及油压系统等皆工作

13、在一个十分紧凑的矛盾环境中,特别是炉衬制造质量、维护水平及操作人员的责任心都会影响炉衬寿命,甚至于发生漏炉,加之操作不当,严重的话,还会引起 金属喷溅和爆炸事故.所以,必须引起高度重视、这里仅就容易发生毛病的炉衬问题加以说明.炉衬必须能耐高温,有很高的高温机械强度、良好的热化学稳定性和电气绝缘性能.此外,还必须有较小的热膨胀系数,耐剧冷剧热性能好.线圈耐火胶泥必须充分枯燥铸铁熔化常用石英砂做炉衬,按一定粒度配比,参加适量硼酸做粘结剂,然后搅拌均匀即可用.对石英砂要求碱性杂质少,金属氧化物少,石英含量要高,其成分如下：SiO2%Al 2 O3 % Fe2 O3 %TiO2%石英砂中应无夹杂物,并

14、经手拣和磁选,过筛后在120c左右烘干 56h,除去水分 一般含量就右.石英砂粒度配比：粗颗粒在炉衬中起骨架作用,增加炉衬强度；细颗粒起填充和粘结作用.为了获得更高致密性的炉衬,根据生产实践,推荐采用以下配方,供参考：6 8 目：30% 10-20 目：20% 4070 目：15% 70140 目：15% 200 270 目:20%外加工业硼酸 %工作温度越高硼酸量越小,一般的配比：炉底 炉壁炉口%.炉衬结构一般如以下列图所示,铺设顺序由外向里逐次进行具体见提供的“炉体图纸.每层接缝处搭接宽度 3040mm应铺得紧贴外层,然后轮番用“涨圈固定,不使下滑脱落.打结料必须搅拌均匀,预防杂质混入和二

15、次吸潮. 近年来国内已能提供专用各种石英砂混合料,为密封袋包装,可以较长期保存,用户可直接用此炉料,不必再行搅拌,且料中含有硼酸,烘炉时间缩短.筑炉工具：筑炉工具有手工和电动两种.前者需自制,常用手工筑炉工具有钢叉、平锤等.：“手工一电动筑炉机,用的钢叉与平锤比上图大些,将电振机头与钢管连接,1-2人操作,比手工效率高一倍以上.还有局部机械化大型筑炉机“电动、气动 ,效率更高,只要准备工作充分,全部筑炉时间在小时内全部完成,且质地均匀.手动筑炉：5.6.1 炉底：先将“第一电极束好,留出足够长度后,其余局部穿入炉底孔中并用石棉绳塞紧,用砂浆充填封口.炉底分层,填沙捣打,第一层铺100mm,以后

16、每层铺6080mm用钢叉捣打,由45人同时进行.由于各人捣打有差异,故要求一边捣打,一边绕炉口移动,连续捣56遍再用平锤捣实, 然后扒松表层,续填下一层沙,这样做不易分层.5.6.2 炉壁：炉底打到比预定厚度高出2030mm寸,将多余局部铲掉刮平,用水平仪校正炉底水平,检查至炉顶尺寸,再用平锤捣一遍,将第一电极外露50mm剪断,放入塔期钢模.找正中央,并用木楔将其固定对于 710吨以上增蜗模可分成两段,便于手工打结,开始打结炉壁.由于炉壁比炉底薄得多,经受温差变化大,铁水冲刷剧烈,所以要特别致密地捣打.炉口部位 300mml上另加上水玻璃溶液1: 1 56%每层打结方法同上.烘炉与烧结：烘炉与

17、烧结炉衬是获得优良高温强度的一个重要环节.烧结工艺是根据是石英砂的 多晶转化特性和炉子的容量决定的.5.7.1 为了供用户制定炉衬烘炉烧结工艺规程,这里给出“石英砂一硼酸系炉衬烘炉过程中的转化和升温速度原那么,供参考:温度C炉衬的内部变化升温速度原那么<500主要是排除水分,包括硼酸变为硼酎放出的结晶水炉衬松散状,水蒸汽易透出,但炉衬四周妨碍烝汽外逸,前期速度可快点,在400 c左右保温排气1h500650硼酸开始变化,低温石英开始转变,周界出现液相预防硼酸蒸发转移,应加快升温速度650850尢石英转变考虑炉衬均温,继续快速升温8501250石英开始向鳞石英转变但不剧烈,进入初步烧结减慢

18、升温速度>1250石英剧烈转艾为鳞石英,在1470 c 乂向方石英转变膨胀开裂倾向很大,应慢速升温,在1500 c 1550 c 保温 23h必须指出：SiO2多晶转变是十分缓慢的,即使烘炉烧结完成,那也是表层很薄一层, 经过加厚至1030mm这与炉温有关.靠近感应器为松散层,靠铁水为烧结层,中间为过 渡层.这一结构特性能预防透烧开裂,能保持炉衬整体性和可靠性,对不断促使炉衬致密化是十分有益的,这是其他一般耐火材料所不具备的优点.烘炉烧结的要领是：低温缓慢升温,高温满炉烧结,炉料要求低碳少锈.整个过程 分三个阶段进行.5.7.2 烘炉阶段：增期模到达1100c以前,必须缓慢加热,以便硼酸

19、中的结晶水约占重量43%和炉衬材料中的水分慢慢排出炉外.此外,还由于石英在 573C、867c和1025c时有多晶转变,引起体积膨胀,在此区间缓慢加热可以使局部膨胀应力分散开,裂纹少,故 升温速度以100140C/h为宜,需912h.5.7.3 熔化阶段：当增期模的温度达11001200c时陆续参加小块料,为减小炉温波动过大,每次投料不宜过多,以200400kg左右为宜,当全部熔化使铁水面上升至炉口250mm左右为止.此阶段前期未熔化功率较高,约为60项定功率,可使炉料迅速升温,降低炉衬温差.待全部熔化前,应立即降低功率减少冲刷力继续升温,需时约5h以上.5.7.4 烧结阶段：继续升温至155

20、0c左右后保温 23h,以使炉衬在高温成具有足够强度的硬壳,然后倾出全部铁水,检查炉衬外表烧结状况,在返回 1/2炉铁水,加料连续熔化至少23炉方可停炉.在此阶段中,由于炉衬中仍含有水汽,预防对感应圈绝缘的影响,炉衬强度较差,减少金属液搅拌冲刷的危害,所以送电功率不超过7580喊定功率,谨记.5.7.5 保温、冷却：炉子保温或空炉冷却时,应盖好炉盖,周围封严,减少供水量,以便炉衬缓慢冷却到达均匀收缩,减少裂缝.5.7.6 利用其他炉子的低温铁水烧结炉衬：在有条件的工厂,为了减少反复加料温降,可以采用增竭钢模未熔化前注满铁水其他炉子的铁水,用低功率升温,其他同前.注意：炉温v 500c时热偶要贴

21、靠堪竭模,之后再移至炉膛中央.还有,烘炉曲线是通过调节功率和断续送电二者配合来到达的.5.7.7烘炉烧结参考曲线：根据以上原那么和实践,制定如下烘炉曲线,供参考.说明：曲线 A适于3t炉；曲线B适于510t炉,其他炉型可参考此原那么制定.这里影响时间长短的因素主要取决于排除炉衬水分量和陆续加料容量大小.例如,20吨炉总时间在60h以上.曲线上0 a为升温段；曲线上a b为反复加料段；曲线上b c为加热熔化段；曲线上c d为过热段;曲线上d e为保温初步烧结段.5.7.8增期模的推荐尺寸参考:炉体吨位吨感应器内径mm3603804204805806207207608208609201140土甘期

22、平均直径mm2202402803304204605405505806206508606.养护运行及维护保养本卷须知：炉子烧结完成后,即可投入正常运行.炉子运行中最易出问题的多在炉衬寿命方面,要求操作人员责任心强,作风严细,时刻注意检查炉衬工矿,保持整个系统处于良好状态.倾炉系统要定期注入润滑油.冷却水温升状况,当用自来水时应定期检查线圈、电缆内部结垢情况,当结垢0.5mm以上时应用5%勺HCl循环清洗.定期检查炉体接地是否正常V 4 Q.经常检查炉衬侵蚀程度,做到及时修补,才能延长炉衬寿命,到达经济运行.当撤除炉衬时,为了保护线圈绝缘,钢钎不可垂直打衬,最好在炉口左或右方300mm 处自上而下

23、拆穿,然后向外扩展.不少单位由于拆衬方式不正确,造成线圈损伤以至变形报废.在运行过程中或空炉时, 增期温度仍很高,应减少炉盖的开启次数和时间,以减少热损失和炉衬急冷裂纹.设备转动部位应定期加足润滑油.经常检查感应器、电缆、汇流铜排及电气室母线等各接头处螺栓是否松动,保证导电部位接触良好,并定期除尘,保持清洁.经常检查感应线圈紧固情况,预防松动.假设炉子较长时间内停止使用,应吹出内存冷却水,预防感应线圈和管道生锈 在严寒季节还预防冻裂线圈和管路.8.平安本卷须知：中频感应熔铁炉是高温用电设备,平安至关重要,应制定严格操作规程和交接班记录,采用必要的平安举措.铁水不可过温,否那么,炉衬寿命会急剧下

24、降.为了预防炉衬机械损伤, 空炉加料时应先加纤细小料,然后大料.加大料时,必须轻轻参加,不得扔、丢,以免损坏炉衬,引起漏炉,发生事故；同时尽量预防热态空炉情况下装满冷料,造成炉衬裂缝.剩余铁水熔炼,不但效率高,炉衬寿命也高.为了预防铁水飞溅,不可参加潮湿和封闭空腔炉料.预防铁水面“结壳. 造成原因是加料前铁水温度太低或加料过多,料外表过大纤细、屑料等.一旦发现“结壳,应立即将炉体倾起 20.左右,继续送电,化开“结壳前沿.“冻炉,由于某种原因结壳不化、突然停电发生整炉铁水凝固,需拆炉衬.如炉底少量凝固,视情况可不拆炉衬,来电后化开,但对炉衬不利.应急举措：应急水源或应急电源动力、照明或应急液压

25、泵,用户根据生产规模和供电质量予以考虑.炉子正下方向设有炉前事故坑,砌耐火砖,一旦发生漏炉,铁水会迅速流向炉前坑.同时,炉子后侧油管应加以遮蔽保护.定期检查各冷却管道连接处有无渗漏及流通不畅,特别是中频电源冷却局部,以免造成可控硅晶闸管损坏.在需要切断整个电源的时候,必须先切断中频柜,然后再切断低压柜电源.平安设施：炉子地下室及电气室根据带电、大量油液存在的工况,应分别选用不同消防器具.炉前工、电气操作工必须学会使用以上工器具,以保及时迅速的消除事故, 工人应有防护用品；电气室的操作部位地上铺绝缘橡胶板,易触电部位设防护罩等.第三局部、KGPS-1000曲频电源使用说明书一、用途：晶闸管变频装

26、置,是将三相工频交流电能转化为单相中频电能的静止变频装置.本装置采用并联逆变电路,因此负载适应水平较强,可以作为感应透热、熔炼、淬火及其它感应加 热设备的供电电源.二、型号和含义晶闸管变频装置系列,根据不同的用途,以不同的代号表示.KGPS勺含义是可控硅变频水冷装置,型号含义如以下列图：三、常用KGP繇列变频装置参考数据型号参/、KGP舔列中频电源10016025035050080010001500200030005000额定功kw10016025035050075010001500200030005000频率KHz1-81-81-81-8输入电压V三相 380V 50Hz三相 660V 50

27、Hz三相 1000V 50Hz输入电流A1802804506309008009901500240020003300直流电压V5008901350直流电流A220320500700100090011001680270022003700输出电压V75012502000四、常用KGP繇列变频装置结构与安装简介1、结构简介该装置系柜式结构,功率在250KW以下装置的外形尺寸为 1800X 1200X 800m;350-750KW的装置尺寸为1800X 1200X 900 mrm; 1000KW以上,根据使用条件及功率等级 要求另行设计.该装置正面仪表门上一般有直流电压表、直流电流表、中频电压表、进线电

28、压表等.门上有限制电源指示、中频运行指示、故障指示；有交流合闸、交流分闸、中频启动、中频停止按钮；有限制电源开关和功率调节旋钮.1吨以上的熔化炉电源上还装有漏炉报警装置.柜内正面左侧从上至下为整流桥和逆变桥；右侧从上至下分别为低压断路器、电流互感器、进线电感、水压继电器等.反面左侧为平波电抗器、中间为进水积水器,右侧从上 至下为换流电感、进水积水器.逆变晶闸管的触发脉冲变压器,都靠近元件安装,并有发光管作为脉冲指示,限制电路采用我单位研制的中频电源中央限制器.中频电容器的安装,分柜式和架式两种,按负载大小及装置容量不同而定.2、简介本装置对安装根底无特殊要求,但安装环境应参照本装置使用条件选择

29、.为便于检修, 柜体与周围墙壁应保持 1m以上距离,以保证柜门能方便开启.本装置的三相电源进线和中频输出线,均从柜底电缆地沟出入.导线截面根据容量参 照本装置的技术数据选择,所有导线的连接处,应保持良好的接触.本装置柜内底座有接地螺栓,安装时必须注意良好的接地.KGPS变频装置的水冷系统上水管直径一般为2寸,开路冷却的下水管道直径应略大于上水管道直径；闭路冷却系统上、下水管道直径相同.上、下水管道均从柜外地沟引入,与 分水器连接；供水压力为一般来说,负载与变频器柜安装的距离越近越好,不应超过15m以减少线路损耗, 使负载获得最大功率.电源冷却水装置,原那么上应采用纯水装置,没有纯水装置的,需适

30、当增加进水流量,功率在800KW以上的设备,均应配备适当容量的纯水冷却装置.本装置三相进线铜芯电缆或铜排、中频输出铜排单根截面积选择参考下表:型号 参数、KGPS列中频电源100160250350500750100015002000额定功率kw100160250350500750100015002000中频频率KHz1818181841111额输入电压V三相 380V、50Hz三相 660V、50Hz进线电缆截面积mM60(3X30)90(3X30)180(4X50)240(4X60)280(5X60)380(5X80)300(5X60)420(6X80)600(8X80)电源到电容器输 出铜

31、排面积mM5X405X505X606X606X806X1006X606X806X100电容器到炉体输 出铜排面积mM»5X1006X1206X1006X80(2并)6X100(2并)6X150(2并)6X120(2并)6X180(2并)6X250(2并)注：1.中频输出铜排采用两根并联时,应按正负交叉连接.2.变频器工作频率为大于 4KHz时,截面积按上表的倍选择.五、变频器主电路简介图一是变频器的主电路原理图,主要由整流器VT11-VT16,滤波器LF,逆变器VT21-VT24,并联负载L、C组成.整流器是将三相工频交流电转化成直流,滤波器是为了滤除整流电流纹波,并在整流和逆变之间

32、隔离不同的纹波电压,逆变器将直流再变为单相中频交流,由线圈和补偿电容组成并联谐振负载.零压启动是指在启动过程中,负载电压和电流是从零开始逐渐增长的一种软启动方式,该启动方式对电网的电流冲击几乎为零.图一：主电路原理图图二是滤波电感之前的整流输出电压波形,各种波形分别对应于相控角a为0.、30.、60° 、 75° .wtwt=0=30wt=60图二：整流输出电压波形图三是逆变器各局部的正常工作波形.图中 a和b分别是两个对角桥臂晶闸管的 门极脉冲波形；图c是逆变晶闸管电流波形,图中r是换相角；图d是逆变输出电流波形,图中虚线是基波正弦波；图e和图f分别是两对桥臂上晶闸管阴阳

33、极之间的电 压波形,波形中电压为零的局部是晶闸管导通区,波形中负电压的宽度8/ 3是供晶闸管关断的恢复时间,此时间必须大于晶闸管的关断时间,才能保证逆变器可靠工作；图g是逆变桥直流侧的电压波形；图h是逆变输出的电压波形,图中 为逆变输出电流超前输 出电压的相位角.Ug2Ug3IrhIaU1U4U2U3UdUae Th1d波形.h负载波形逆变器各局部波形,c 可控硅电流波形；、 Th3 管压降波形；b Th2 、 Th3触发脉冲波形；Th4管压降波形；e Th2a Th1 、 Th4触发脉冲波形；d 负载电流波形f逆变器直流侧电压U图三：逆变桥工作波形图六、限制电路触发限制电路集成在一块印刷电路

34、板上U.从工作原理上分为整流触发工作原理包括脉冲板、调节器工作原理、逆变工作原理.1整流触发工作原理这局部电路包括三相同步、数字触发、末级驱动等电路.触发局部采用的是数字触发,具有可靠性高、精度高、调试容易等特点.数字触发器的特征是用计数时钟脉冲的方法来实现移相,该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种电压限制振荡器,输出脉冲频率受a移相限制电压Vk的限制,Vk降低,那么振荡频率升高,而计数器的计数量是固定的256),计数器脉冲频率高,意味着计一定脉冲数所需时间短,也即延时时间短,a角小,反之 a角大.计数器开始计数时刻同样受同步信号限制,在某一相电压的过零点开始计数.现假设在25KHz那么在某Vk

35、值时,根据压控振荡器的限制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为 计数到256个脉冲所需的时间为1/25000 X 256=mS,相当于约180°电角度,该触发器的计数清零脉冲在同步电压线电压的30°处,这相当于三相全控桥式整流电路的3=30.位置,从清零脉冲起,延时产生的输出触发脉冲,也即接近于三相桥式整流电路某 一相晶闸管“=150.位置,如果需要得到准确的 a=150.触发脉冲,可以略微调节一下电位 器W4.显然,有三套相同的触发电路,而压控振荡器和VK限制电压为公用,这样在一个周期中产生6个相位差60.的触发脉冲.数字触发器的优点是工彳稳定,特别是用HTL或CMO嗷字

36、集成电路,那么可以有很强的抗干扰水平.IC16A及其周围电路构成电压频率变换器VFC,其输出信号的频率随调节器的输出电压VK而线性变化.这里微调电位器 W4是最低输出频率调节相当于模拟电路锯齿波幅值 调节.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R23、C1、R63 C40 R102、C63进行滤涉及移相,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、占空比略小于 50%勺矩形波同步信号的输出IC2C、IC2D、IC7C、IC7D、 IC11C、IC11D.计数器IC3, IC8, IC12 4536构成三路数字延时器.三相同步信号对计数器

37、进行复 位后,对电压频率变换器的输出脉冲计数,每计256个脉冲便输出一个延时脉冲,因计数脉冲的频率是受VK限制的,因此,VK限制了延时触发脉冲的延时时间.计数器输出的脉冲经隔离、微分后,变成窄脉冲,送到后级的LM556,它既有同步分频器功能,亦有定输出脉宽的功能.输出的窄脉冲经电阻合成为双窄脉冲,再经晶体管放大, 脉冲变压器输出,送给整流晶闸管门极.2调节器工作原理调节器局部共设有四个调节器：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；阻抗调节器从输入上看,它

38、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响系数较电流调节器的 略大,再者就是电流调节器的输出限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,即逆变功率因数角.电压调节器中频电压互感器过来的中频电压信号由114和115Uac输入后分为两路,一路送到逆变局部,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IC13A组成,其输出信号由IC13D进行 钳位限幅.IC13C和IC21C组成电压闭环自动投入电路.电流调节器内环采用了电流 PI调节器,限制精度在

39、 1刈上,由主电路交流互感器取得的信号,从I1 , I2, I3输入,经二极管三相整流桥D11-D16整流后,再分三路,一路作为电流保护 信号,一路作为电流调节器的反响信号,一路作为阻抗调节器的反响信号.由IC17B构成电流PI调节器,然后由IC17B隔离,限制触发电路的电压 -频率转换器.阻抗调节器与逆变角调节器阻抗调节器由IC17C构成,它与电流调节器是并列的关系.用于限制逆变桥的引前角,其作用可间接地到达恒功率因数,或者提升整流桥的功率因数.IC19B构成逆变角调节器,其输出IC19C为嵌位限幅.调节器电路的工作过程可以分为两种情况：a在直流电压没有到达最大值的时候,由于阻抗调节器的反响

40、系数略大,阻抗调节器的给定值小于反响量,调节工作器工作于限幅状态,对应的为逆变最小.角,最小.角调节 有小角度电位器W3调节,调节范围为 0-32度.此时可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；b直流电压已经到达最大值,电流调节器开发始限幅,不再起作用,电压调节器的输出增加,而反响电流却不变化,对阻抗调节器来说,当反响电流信号比给定电流略小时,阻抗调节器退出限幅状态开始工作,逆变调节器的0角给定值增大,使输出的中频电压增力口,直流电流增加,到达新的平衡,此时只有电压调节器和阻抗调节器工作,假设负载等效 电阻的继续增大,逆变.角亦相应增大,直至最大逆变.角.逆变角调

41、节器用于使逆变器 在某一.角.角正常工作范围为 30-48度,.角大小由负载阻抗自己决定下稳定工作.3逆变局部工作原理逆变触发电路采用扫频式软启动方式,启动成功率极高,逆变电路工作时,先以高于糟 路谐振的频率从高往低扫,一旦扫至接近负载谐振的频率,逆变器就会启动并由启动限制电路进行锁频、锁相,启动成功并转入自激工作方式.由114和115输入的中频电压信号, 经变压器隔离,经比较器IC22B变为矩形波送给锁 相环IC23,锁相环输出经整形,微分后由IC18B和IC20B变成窄脉冲输出,再经 MOS!体管放大,脉冲变压器隔离送至8只逆变晶闸管V71-V1022的门极.4启动及保护电路工作原理过电流

42、保护信号经IC13B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；驱动主控板上的报警继电器和 “过流指示灯.过电流触发器动作后,“过流 指示灯亮.只有通过复位信号 ST与GN而合或通过关机后再开机进行“上电复位 ,方可 再次动作.通过 亚2微调电位器可整定过流电平.当三相交流输入缺相时,本限制板均能对电源实现保护和指示.其原理是：由4#、6#、2#晶闸管的阴极K分另取A B、C三相电压信号通过门极引线,经过光电耦合器的隔 离送到IC14及IC16B进行检测和判别,一旦出现“缺相故障时,除了封锁触发脉冲外, 还驱动主控板上的报警继电器和保护板上的“缺相指示灯.为了使限制电路能

43、够更可靠准确的运行,限制电路上还设置了启动定时器和限制电源欠压检测保护.在开机的瞬间,限制电路的工作是不稳定的, 设置一个3秒钟左右的定时器, 待定时后,才容许输出触发脉冲,这局部电路由C11、R20等元件构成,假设由于某种原因造成限制板上直流供电电压过低, 稳压器不能稳压,亦会使限制出错. 设置一个欠压检测电路由DW4 IC9B等组成,当VCC电压低于时便封锁触发脉冲,预防不正确的触发,“欠压指示灯亮.自动重复起动电路由 IC9A组成.IC5B组成过电压截止触发器,封锁整流桥触发及脉冲或拉逆变；驱动主控板上的报警继电器和“过压指示灯；通过Q9使过压保护振荡器IC18A起振.过电压触发器动作后

44、,也像过流触发器一样,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,调节 W1微调电位器可整定过压电平.Q7及周围电路组成水压过低延时保护电路,延时时间约8秒.5调试.整流局部的调试调试前,应该使逆变器不工作,例如：把平波电抗器的一端断开或断开逆变末级的输入线UG UA UB,使逆变桥的晶闸管无触发脉冲,再在整流桥的直流侧接入一个约12KW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,调试过程发生 短路时,可以提供过流保护 .用示波器做好测量整流输出直流电压波形的准备；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,

45、假设有,可以检查进线快速熔器是否损坏.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开放,再把面板上的“给定电位器逆时针旋至最小,调节限制板上的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,把电路板上的电压限制Vf电位器 W1顺时针旋至灵敏最高端,调试过程了发生逆变过压时,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,此时直流电流表应指示到额定电流的25%右,假设电流表的指示不为额定值的25%可调节限制板上的

46、 W2电流反响微调电位器,使直流电流表指示到额定输出电流的25%£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.假设把面板上的“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,可调整中频电压互感器的相位,即把中频电压互感器VT1的20V绕组的输出线114和115对调一下,就不会起振,便可以作电流整定.此时整流桥的调试根本完成,可以进行逆变桥的调试.,逆变局部的调试5.2.1 起振逆变器把面板上的“给定电位器顺时针稍微旋大,这时它激频率开始扫描, 逆变桥进入工作状态,当起动成功后,限制板上“启动指示灯会熄灭,可以把面板上的“给定电

47、位器旋 大、旋小反复操作,这样,它激信号也反复作扫频动作,假设不起振,可调整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, 启动成功后,中频电压升至20%-25%寸限制板上“压环指示灯亮,电压环投入工作.5.2.2 逆变角整定逆变起振后,可做整定逆变引前角的工作,调节W辗小逆变角电位器,使中频输出电压与直流电压的比为左右假设换相重叠角较大,可适当增大此比例值；当给定旋至最大直流电压到达最大时,逆变角会自动转为大角度. 额定电压整定额定电压整定可以在轻负荷的情况下进行.W1电压限制电位器顺时针旋至最大,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

48、的中频电压到达额定值,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“给定电位器的增大而上升. .过压保护限制电路上已经把过压保护电平固定在额定输出电压的倍上,当进行额定电压整定时,过压保护就自动整定好了,假设觉得倍不适宜,可改变限制板上的R13电阻值,增大 R13,过压保护电平增高；反之减小.额定电流整定在满负荷下,调节限制板上的W2电流反响微调电位器,使直流电流表到达额定值.6.本卷须知调试需准备的工具一台20M示波器,假设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轴无需较准,探头需在

49、测试信号下试验好.假设无高压示波器探头,应用电阻做一个分压器,以适应600V电压测量.一个W 5000、A500W的电阻性负载.整流局部调试中的问题假设在整流局部调试中,发现出不来6个整流波头,那么应检查 6只整流晶闸管的序号是否接对,晶闸管的门极线是否接反或短路.在整流局部调试过程中也间接检查了面板上的“给定电位器是否接反,接反了那么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.整定额定输出电流的本卷须知上电数秒钟后,把面板上的“给定电位器顺时针慢慢地旋大,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,假设

50、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,就密 切注意电流表的反响, 假设电流表的指示迅速增大,那么应迅速把“给定电位器逆时针旋下来,此时说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330电阻是否接上. 正常表现 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

51、,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D16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个负极性波头的上下一致, 假设波头相差太大,说明电流互感器的同名端没有接对,必须改对,否那么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

52、状况下,判定一下电流取样回路的工作是否正常,逆变脉冲的简便检查为了判断逆变晶闸管的门极线连接是否正确,首先检查逆变脉冲板上的 LED亮度是否正常,不太亮那么说明逆变驱动板的KA和GA或KB或GB接反了；再把主控板上对外的连线UA或2UB拆掉,看熄灭的 LED逆变末级是否处在逆变桥的对角线位置. 逆变不起振假设把中频电压互感器 20V绕组的输出线对调后,仍然起动不起来,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的范围内时,起动应该是很容易的,再就是检查一下逆变晶闸管是否有损环的. 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,用示波器观察电压互感器 100V绕组的波形,调节主控板上 W5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左右假设换相重叠角较大,可适当的增大此比例值,此步整定的是最小逆变引前角,一般希望它仅可能的小,当然过小的逆变换相引前角会使逆变换相失败,表现为中频电压升高时,会出现重复起动.最大逆变引前角电路已设计好,不需要调整.调试中假设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.