中频炉使用说明书(通用)[1]_图文

1、 临沂神州电炉有限公司生产技术部 IGBT 系列中频感应熔化炉通 用 使 用 说 明 书 临沂神州电炉有限公司生产技术部成都亚峰炉业有限责任公司目录第一部分：中频感应熔化炉技术说明- 3 第二部分：中频感应炉炉体使用说明- 4 第三部分：KGPS 中频电源使用说明书-13 第四部分：操作说明及维护手册- 24 第五部分：产品执行标准及运行条件- -28 第六部分：中频炉系统安装说明- 29 第七部分：附图1、电气原理图 2、 主控板原理图 六脉波中心智能控制板 临沂神州电炉有限公司生产技术部 十二脉波中心智能控制板第一部分 中频感应熔化炉技术说明-一、 技术参数1、中频熔化炉主要技术参数： 2

2、、设备运行要求：海拔高度：3000m 环境温度：5-42相对温度：90%（平均温度不低于20）环境要求：周围无导电尘埃，爆炸性气体及严重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、控制技术特点简介1. 为并联逆变器研制开发的第五代智能控制器，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控制。2. 控制器为单板全集成控制板，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. 逆变控制参考美国（ABB 、pillar 、Ajax ）公司、日本富士电机等国外先进控制技术。自行开发的逆变控制技术，

3、具有极强的抗干扰能力。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变角控制，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%。第二部分 中频感应炉炉体使用说明一、结构简介 1. 炉体部分 临沂神州电炉有限公司生产技术部炉体包括炉壳、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，确保了同心度，使炉壳及回转轴在倾炉过程中不会因不同

4、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T 2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，进一步提高了炉体的使用寿命。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。 1.2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

5、形式，减少了线路损耗，提高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。倾炉机构采用蜗轮蜗杆减速机（电动、手动）。 2. 中频电源简介：2.1中频电源电柜：采用上进下出线。柜内布置简洁合理，主电路与控制电路隔离，易损件更换方便，有必要的安全保护措施。2.1.1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 临沂神州电炉有限公司生产技术部触发脉冲有一定的容错能力，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，电流电压的储备数2.5倍，整流元

6、件选用国产品牌，所有可控硅都是经过严峻的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，从根本上提高了设备的使用寿命。2.1.2补偿电容器：选用国产品牌产品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。2.1.3控制回路：（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。控制电路采用数字控制，抗干扰能力强，除完成常规的整流、逆变、过压、短路、限流、限压的控制功能外，还带有故障自诊断功能和故障延时功能。（2） 采用零电压智能扫描启动电路，

7、确保带坩锅模启动和满炉、冻炉启动的可靠性；同时具备常规的自动重复启动功能。（3） 输出功率连续可调，以满足烘炉、熔化、升温、保温的需求。（4）专门设计的逆变角控制环路，可根据负载工况，通过控制逆变角实时调整等效负载阻抗，使电源和负载处于最佳匹配，使电源一直处于可能的最大出力状态，功率因数可达0.95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，设备可达到恒功率输出，加快了熔化速度；达到额定温度后，可实现自动保温，节约了电能。（5） 输出功率的调节只需一只电位器，实现了“傻瓜”操作，避免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。

8、（6） 电压、电流采用双闭环无差控制，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0.155tGWJ 系列（铝壳炉体）中频无芯感应熔炼炉和GWJB 系列中频无芯感应保温炉。 临沂神州电炉有限公司生产技术部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：3.1 产品应符合GB100673,JB4280标准中的有关规定及本企业标准要求。3.2 产品在下列条件正常工作；3.2.1 海拔不超过3000米；3.2.2环境温度在+5403.2

9、.3相对湿度90%；3.2.4工作场所没有导电性尘埃和对金属绝缘材料破坏作用的腐蚀性气体；3.2.5冷却水质及要求：、PH 值在69范围；、硬度不大于10G（1G等于1公斤水中含有10mgCaO 当量）；、总固体含量250mg/l;、电阻率要适当的高，不同工作电压下的值为： 、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。、进水温度+535；出水温度不超过55；进水压力0.20. Mpa 。4、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。我们将感应器作为一次线圈，坩埚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，此磁通的大部

10、分交链着坩埚中的金属炉料，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=I2Rt (焦耳 临沂神州电炉有限公司生产技术部Rt (卡式中：I 为炉料中的电流A ；R 为炉料电阻；t 为通电时间sec 。5、炉衬材料、筑炉和烧结：5.1 本系统安装尽管不是很复杂，但要求很高。这是因为工作场合特殊的缘故强大的电能、水流、高温熔化金属及油压系统等皆工作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

11、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干燥）5.2 铸铁熔化常用石英砂做炉衬，按一定粒度配比，加入适量硼酸做粘结剂，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：SiO 2 98.799.3%Al 2 O3 0.30.5%Fe 2 O3 0.010.3%TiO 2 0.050.15%石英砂中应无夹杂物, 并

12、经手拣和磁选, 过筛后在120左右烘干56h, 除去水分（一般含量0.5%左右）。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%；1020目：20%；4070目：15%；70140目：15%；200270目：20%外加工业硼酸1.21.8%，工作温度越高硼酸量越小，一般的配比：炉底0.51.0%；炉壁1.51.8%；炉口1.82.0% 。5.3 炉衬结构一般如下图所示，铺设顺序由外向里逐次进行（具体见提供的“炉体” 临沂神州电炉有限公司生产技术部图纸）。每层接缝处搭接宽度3040

13、mm ，应铺得紧贴外层，然后轮番用“涨圈”固定，不使下滑脱落。5.4 打结料必须搅拌均匀，防止杂质混入和二次吸潮。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。5.5 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。还有部分机械化大型筑炉机“电动、气动”，效率更高，只要准备工作充分，全部筑炉时间在0.51.5小时内全部完成，且质地均匀。5.6 手动筑炉：5.6.1 炉底：

14、先将“第一电极”束好，留出足够长度后，其余部分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 厚，以后每层铺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 时，将多余部分铲掉刮平，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，放入坩埚钢模。找正中心，并用木楔将其固定（对于710吨以上坩埚模可分成两段，便于手工打结），开始打结炉壁。因为炉壁比炉底薄得多

15、，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300mm 以上另加上水玻璃溶液（1：1）56%。每层打结方法同上。5.7 烘炉与烧结：烘炉与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 临沂神州电炉有限公司生产技术部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“石英砂硼酸”系炉衬烘炉过程中的转化和升温速度原则，供参考： 必须指出：SiO 2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。这一结构特性能防止透烧开裂

16、， 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：坩埚模到达1100以前，必须缓慢加热，以便硼酸中的结晶水（约占重量43%）和炉衬材料中的水分慢慢排出炉外。此外，还因为石英在573、867和1025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100140/h为宜，需912h 。5.7.3 熔化阶段：当坩埚模的温度达11001200时陆续加入小块料，为减小炉温波动过大，每次投料不宜过多，以20

17、0400kg 左右为宜，当全部熔化使铁水面上升至炉口250mm 临沂神州电炉有限公司生产技术部左右为止。此阶段前期（未熔化）功率较高，约为60%额定功率，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1550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，检查炉衬表面烧结状况，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，防止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%额定功率，谨记。5.7.5 保温、

18、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，以便炉衬缓慢冷却达到均匀收缩，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，可以采用坩埚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500时热偶要贴靠坩埚模，之后再移至炉膛中心。还有，烘炉曲线是通过调节功率和断续送电二者配合来达到的。5.7.7 烘炉烧结参考曲线：根据以上原则和实践，制定如下烘炉曲线， 供参考。 说明：曲线A 适于1.53t 炉；曲线B 适于510t 炉，其他炉型可参考此原则制定。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

19、小。例如，20吨炉总时间在60h 以上。曲线上 0a 为升温段； 曲线上 ab 为反复加料段； 曲线上 bc 为加热熔化段； 曲线上 cd 为过热段； 临沂神州电炉有限公司生产技术部曲线上 de 为保温初步烧结段。 5.7.8坩埚模的推荐尺寸(参考 ： 6. 养护运行及维护保养注意事项：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。7.1倾炉系统要定期注入润滑油。7.2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%的HCl 循环清洗。7.3

20、定期检查炉体接地是否正常4。7.4经常检查炉衬侵蚀程度，做到及时修补，才能延长炉衬寿命，达到经济运行。 7.5当拆除炉衬时，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。7.6在运行过程中或空炉时，坩埚温度仍很高，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。7.7设备转动部位应定期加足润滑油。7.8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。7.9经常检查感应线圈紧固情况，防止松动。7.10若炉子较长时间内停止

21、使用，应吹出内存冷却水，防止感应线圈和管道生锈（在寒冷季节还防止冻裂线圈和管路）。 8. 安全注意事项： 临沂神州电炉有限公司生产技术部中频感应熔铁炉是高温用电设备，安全至关重要，应制定严格操作规程和交接班记录，采用必要的安全措施。8.1铁水不可过温，否则，炉衬寿命会急剧下降。8.2为了防止炉衬机械损伤，空炉加料时应先加纤细小料，然后大料。加大料时，必须轻轻加入，不得扔、丢，以免损坏炉衬，引起漏炉，发生事故；同时尽量避免热态空炉情况下装满冷料，造成炉衬裂缝。8.3剩余铁水熔炼，不但效率高，炉衬寿命也高。 8.4为了防止铁水飞溅，不可加入潮湿和封闭空腔炉料。8.5防止铁水面“结壳”。造成原因是加

22、料前铁水温度太低或加料过多，料表面过大（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。8.6“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。8.7应急措施：应急水源或应急电源（动力、照明）或应急液压泵，用户根据生产规模和供电质量予以考虑。8.8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。8.9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部分，以免造成可控硅晶闸管损坏。8.10在需要切断整个

23、电源的时候，必须先切断中频柜，然后再切断低压柜电源。 8.11安全设施：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。一、 用途： 临沂神州电炉有限公司生产技术部晶闸管变频装置，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，因此负载适应能力较强，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 的含义是可控硅

24、变频水冷装置，型号含义如下图： 四 、 常用KGPS 系列变频装置结构与安装简介1、结构简介1.1 该装置系柜式结构，功率在250KW 以下装置的外形尺寸mm ）；350-750KW 的装置尺寸mm ）；1000KW 以上，根据使用条件及功率等级要求另行设计。1.2 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、进线电压表等。门上有控制电源指示、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；有控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）。1.3 柜内正面左侧从上至下为整流桥和逆

25、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。背面左侧为平波电抗器、中间为进水积水器，右侧从 临沂神州电炉有限公司生产技术部上至下为换流电感、进水积水器。1.4 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，控制电路采用我单位研制的中频电源中央控制器。1.5 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2.1 本装置对安装基础无特殊要求，但安装环境应参照本装置使用条件选择。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。2.2 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

26、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。2.3 本装置柜内底座有接地螺栓，安装时必须注意良好的接地。2.4 KGPS变频装置的水冷系统上水管直径一般为1.52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0.2Mpa 。2.5 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。2.6 电源冷却水装置，原则上应采用纯水装置，没有纯水装置的，需适当增加进水流量，功率在800KW 以上的设备，均应配备适当容量的纯水冷却装置。2.7 本装

27、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： 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1.2倍选择。 五、变频器主电路简介 临沂神州电炉有限公司生产技术部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 临沂神州电炉有限公司生产技术部断的恢复时间，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 来实现移相，该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种电压控制振荡器，输出脉

28、冲频率受移 临沂神州电炉有限公司生产技术部相控制电压Vk 的控制，Vk 降低，则振荡频率升高，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，角小，反之角大。计数器开始计数时刻同样受同步信号控制，在某一相电压的过零点开始计数。现假设在某Vk 值时，根据压控振荡器的控制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为25KHZ ，则在计数到256个脉冲所需的时间为（1/25000）256=10.2（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=30位置，从清零脉冲起，延时10.2mS 产

29、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 控制电压为公用，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作稳定，特别是用HTL 或CMOS 数字集成电路，则可以有很强的抗干扰能力。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，

30、由R23、C1、R63、C40、R102、C63进行滤波及移相，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%的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 控制的，因此，VK 控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

31、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部分共设有四个调节器：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，它与电流 临沂神州电炉有限公司生产技术部调节器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馈系数较电流调节器的略大，再者就是电流调节器的输出控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

32、感器过来的中频电压信号由114和115(Uac输入后分为两路，一路送到逆变部分，另一路经D7D10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，控制精度在1%以上，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馈信号，一路作为阻抗调节器的反馈信号。由IC17B 构成电流PI 调节器，然后

33、由IC17B 隔离，控制触发电路的电压-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。用于控制逆变桥的引前角，其作用可间接地达到恒功率因数，或者提高整流桥的功率因数。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 在直流电压没有达到最大值的时候，由于阻抗调节器的反馈系数略大，阻抗调节器的给定值小于反馈量，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

34、已经达到最大值，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，而反馈电流却不变化，对阻抗调节器来说，当反馈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，逆变调节器的角给定值增大，使输出的中频电压增加，直流电流增加，达到新的平衡，此时只有电压调节器和阻抗调节器工作，若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逆变部分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 临沂神州电炉有限公司生产技术部路谐振的频率从高往低扫，

35、一旦扫至接近负载谐振的频率，逆变器就会启动并由启动控制电路进行锁频、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 晶体管放大，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GND 闭合 或

36、通过关机后再开机进行“上电复位”，方可再次动作。通过W2微调电位器可整定过流电平。当三相交流输入缺相时，本控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 ）分别取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。为了使控制电路能够更可靠准确的运行，控制电路上还设置了启动定时器和控制电源欠压检测保护。在开机的瞬间，控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，这部分电路由C1

37、1、R20等元件构成，若由于某种原因造成控制板上直流供电电压过低，稳压器不能稳压，亦会使控制出错。设置一个欠压检测电路（由DW4、IC9B 等组成），当VCC 电压低于12.5V 时便封锁触发脉冲，防止不正确的触发，“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，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

38、时时间约8秒。5调试5.1. 整流部分的调试调试前，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（UC 、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1 临沂神州电炉有限公司生产技术部2KW 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，若有，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

39、板上的“给定”电位器逆时针旋至最小，调节控制板上的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%左右，若电流表的指示不为额定值的25%，可调节控制板上的W2电流反馈微调电位器，使直流电流表指示到额定输出电流的25%左右。一旦逆变起振后，直流电流就

40、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。若把面板上的“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。此时整流桥的调试基本完成，可以进行逆变桥的调试。5.2. 逆变部分的调试把面板上的“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，控制板上“启动”指示灯会熄灭，可以把面板上的“给定”电位器旋大、旋小反复操作，这样，它激信号也反复作扫频动作，若不起振，可调整中频电压互感器的相位，即把中频电压互感器

41、20V 绕组的输出线对调一下，启动成功后，中频电压升至20%25%时控制板上“压环”指示灯亮，电压环投入工作。逆变起振后，可做整定逆变引前角的工作，调节W3最小逆变角电位器，使中频输出电压与直流电压的比为1.3左右（若换相重叠角较大，可适当增大此比例值）；当给定旋至最 临沂神州电炉有限公司生产技术部大直流电压达到最大时，逆变角会自动转为大角度。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，使输出的中频电压达到额定值，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

42、随“给定”电位器的增大而上升。5.4. 过压保护控制电路上已经把过压保护电平固定在额定输出电压的1.2倍上，当进行额定电压整定时，过压保护就自动整定好了，若觉得1.2倍不合适，可改变控制板上的R13电阻值，增大R13，过压保护电平增高；反之减小。5.5. 额定电流整定在满负荷下，调节控制板上的W2电流反馈微调电位器，使直流电流表达到额定值。6. 注意事项一台20M 示波器，若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，探头需在测试信号下试验好。若无高压示波器探头，应用电阻做一个分压器，以适应600V 电压测量。一个5

43、00、500W 的电阻性负载。若在整流部分调试中，发现出不来6个整流波头，则应检查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。在整流部分调试过程中也间接检查了面板上的“给定”电位器是否接反，接反了则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。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，若逆变桥为起振状态，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

44、位器的操作中，就密切注意电流表的反应，若电流表的指示迅速增大，则应迅速把“给定”电位器逆时针旋下来，此时表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 临沂神州电炉有限公司生产技术部是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，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

45、控板的跳线上），正常的电流取样波形应该是6个负极性波头的高低一致，若波头相差太大，说明电流互感器的同名端没有接对，必须改对，否则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，应先在小电流的状况下，判定一下电流取样回路的工作是否正常，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

46、，不太亮则说明逆变驱动板的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。若把中频电压互感器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0.60.9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。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

47、，此时中频输出电压与直流电压的比为1.3左右（若换相重叠角较大，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。 临沂神州电炉有限公司生产技术部最大逆变引前角电路已设计好，不需要调整。调试中若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。在轻负荷的情况下整定额定输出电压。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”电位器的旋大而上升。在不

48、整定额定输出电压时，应在直流电流低于额定电流的条件下进行，否则会由于电流调节器的作用，使中频输出电压调不上去。7. 电位器及主控板指示灯功能表1：主控板（U ）电位器功能 一、操作说明1. 面板布置（详见接线图）2. 开炉前的准备1 检查各个部分紧固件是否有松动现象；2 检查柜内主电源绝缘是否良好；3 检查各水路之水压、流量、水温是否正常；4 检查“中心控制板”上工作指示是否正常；5 检查触发脉冲（整流、逆变）指示灯是否正常； 临沂神州电炉有限公司生产技术部6 检查炉体之感应线圈、电容器对地绝缘是否正常；7 检查水冷电缆是否接触可靠；8 检查各进线电压是否正常以上各项均正常情况下方能启动中频电

49、源。3. 电源操作(非专业操作人员不得开启中频电源3.1. 启动操作（1） 合上柜内空气开关Q1，给二次回路供电；（2） 启动水泵给冷却系统供水；（3） 按“控制电源合”按钮，控制电源得电；（4） 按“主电源合”按钮，主电路得电；（5） 右旋“启/停”按扭，为中频电源启动作好准备；（6） 缓缓调节“功率调节”电位器PR 并注意观察频率表，若有指示并能听到中频叫声，说明启动成功，启动成功后将电位器PR 一次旋到底，同时主控板上的“启动P.P ”灯灭，“电压环V.LOP ”灯亮。若启动不成功，需重新启动；3.2. 停止操作（1） 将功率调节电位器PR 逆时针旋转到底，所有指示仪表归零。（2） 按“

50、启/停”按扭，中频电源停止；（3） 按“主闸分”按扭，主电路断电；（4） 按“控制电源分”按扭，控制电源断电；（5） 断开柜内空气开关Q1；4. 其它说明1 当发生故障停机后，“中心控制板”能保持记忆，只有等排除故障按中频“启/停”按扭SA1后，电源才能重新启动；6 发生故障或紧急情况时，应首先按下中频“启/停”按扭，然后按停止电源程序将电源停止, 待排除故障后方能重新启动电源；7 水泵停止时间应根据感应器中的水温来决定，一般应在电源停止后240分钟左右停止供水，电源的冷却水可以即停；二、故障与报警本装置设置了一套比较完善的故障与报警系统，当系统发生故障时，与之有关的指示灯亮，并指出故障类型，

51、有关人员可根据指示灯判明故障产生的原因，并采取相应的措施。 临沂神州电炉有限公司生产技术部1. 中频电源主控板故障主心控制板共设置有过流、过压、缺相、缺水、及欠压五种故障。1.1. 过流故障过流时有以下现象发生：a. 电源柜上的电源故障灯亮。b. 中频电源拉逆变（=150度），处于停机状态。c. 主心控制板上的“过流O.C ”发光二极管亮。1.2. 过压故障过压时有以下现象发生:a. 电源柜上的电源故障灯亮。b. 中频电源拉逆变（=150度），处于停机状态。c. 主心控制板上的“过压O.V ”发光管亮。1.3. 缺相故障缺相时有以下现象发生：a. 电源柜上的电源故障灯亮。b. 中频电源拉逆变（

52、=150度），处于停机状态。c. 主心控制板上的“缺相O.P ”发光管亮。1.4. 缺水故障缺水时有以下现象发生：a. 电源柜上的电源故障灯亮。b. 中频电源拉逆变（=150度），处于停机状态。c. 主心控制板上的“水压WLP ”发光管亮。1.5. 欠压故障欠压时有以下现象发生：a. 电源柜上的电源故障灯亮。b. 中频电源拉逆变（=150度），处于停机状态。c. 主心控制板上的“欠压L.V ”发光管亮。三、维护与保养1. 维修与保养 临沂神州电炉有限公司生产技术部晶闸管变频装置与中频发电机组比较，有耗电少，无噪音，调节方便等许多优点，但是，半导体器件的过载能力较差，因此，合理使用，正确操作与精

53、心维护，是晶闸管变频电源安全运行，避免故障的重要保证。在连续运行的生产线上，搞好装置的维护保养尤为重要。4.1 经常清除配电柜内的积尘，尤其是晶闸管管芯外部，要用酒精擦拭干净。运行中的变频装置，一般都是专用机房，但实际作业环境并不理想。在熔炼时，粉尘很大，震动强烈。因此，必须注意经常的清洁工作，防止故障发生。4.2经常检查水管接头是否扎结牢固，清洁冷却水管内的水垢和堵塞物。在水管老化产生裂纹时，应及时更换。装置在夏天运行时，晶闸管管芯外部容易结露，引起晶闸管阳极与阴极间严重漏电，应考虑减小进出水温差，结露严重时应停止运行。4.3定期对装置进行检修，对装置各部分的螺丝、螺母、压接紧固件进行检查、

54、紧固；断路器、接触器、继电器的触头有松动、接触不良，应及时修理、更换，不要勉强使用，以免引起更大的事故。定期校验装置的过电流、过电压、限流、限压的整定值，检查保护系统动作可靠性，防止保护失灵。4.4经常检查负载的接线是否完好，绝缘是否可靠。熔炼炉在更换新炉衬后，应注意检查绝缘。中频电源装置工作现场环境较差，故障率比较高，而往往被人们忽视。加强对设备的维护，防止炉体感应器故障波及电源，是保证设备安全运行的重要一环。2. 常见故障排除初调电源或运行中电源出现故障，整机启动失败，并伴随一定的现象，说明如下：1按中频启动按扭，调节功率电位器，电源毫无反应或只有直流电压无中频电压，其原因可能是：（1）

55、负载开路，即感应器未接入。（2） 逆变脉冲功率过小或无脉冲，逆变管未被触发。（3） 整流电路发生故障，无整流输出。2按下中频启动按扭后，过流保护动作，整流拉入逆变状态。对新安装的电源，应检查电压取样极性是否正确，逆变脉冲的极性是否正确，引前角是否太小，对已运行的电源不存在的极性问题，可以从以下几方面分析：（1） 晶闸管有无损坏，用万用表测量。（2） 快熔是否熔断，若断更换之。（3） 负载回路是否短路，负载过重。可用示波器观察负载振荡波形加以判断。 临沂神州电炉有限公司生产技术部（4） 启动引前角是否过小，适当调大引前角。（5） 逆变脉冲是否有干扰。（6） 过电流整定值是否有改变，需重新整定。（

56、7） 电流反馈是否过大，反馈量过大也使振荡停止。（8） 整流电路出故障，直流输出太低。（9） 中频电源绝缘是否降低。(10 电压反馈信号是否断开。总之，要尽快排除电源的故障，不仅要求维修人员有较强的技术水平，还要求有丰富的经验，同时也要求使用厂家在平时对电源进行保养维修，才能保证电源的正常运行。第五部分 产品执行标准及运行条件一 产品执行的标准GB10067.388 电热设备基本技术条件 感应电热设备GB10066.388 电热设备的实验方法无芯感应炉GB5959.388 电热设备的安全对感应和导电加热设备以及感应熔炼设备的特殊要求GB4086.385 中频无芯感应加热用电控设备技术条件GB/T4280.393 中频无芯感应炉JB/DQ229488 中频电压