KMPS200㎏220KW全集成化可控硅变频装置使用说明书复习课程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。KMPS200220KW全集成化可控硅变频装置使用说明书KMPS-200-220KW全集成化可控硅变频装置使用说明书江门市江海区宏进中频电炉有限公司电话真址：江门市江海区滘头新星新基里5号之一厂房目录TOCo1-1hzuHYPERLINKl_Toc234403813一、用途PAGEREF_Toc234403813h2HYPERLINKl_Toc234403814二、结构与特点PAGEREF_Toc234403814h2HYPERLINKl_Toc2

2、34403815三、设备型号的含义PAGEREF_Toc234403815h2HYPERLINKl_Toc234403816四、使用条件PAGEREF_Toc234403816h2HYPERLINKl_Toc234403817五、技术参数PAGEREF_Toc234403817h3HYPERLINKl_Toc234403818六、主电路工作原理PAGEREF_Toc234403818h3HYPERLINKl_Toc234403819七、控制电路简介PAGEREF_Toc234403819h3HYPERLINKl_Toc234403820八、设备的安装PAGEREF_Toc234403820h5

3、HYPERLINKl_Toc234403821九、开机前的检查PAGEREF_Toc234403821h6HYPERLINKl_Toc234403822十、调试PAGEREF_Toc234403822h6HYPERLINKl_Toc234403823十一、设备的操作与使用方法PAGEREF_Toc234403823h7HYPERLINKl_Toc234403824十二、使用维护和注意事项PAGEREF_Toc234403824h7HYPERLINKl_Toc234403825十三、安全PAGEREF_Toc234403825h7一、用途可控硅变频电源是一种静止变频装置，利用可控硅元件将工频三相

4、交流电源变换成单相中频电源。本装置采用并联谐振逆变电路，因此对各种负载适应能力强，使用范围广，广泛应用于各种金属的熔炼、热处理、弯管以及晶体的生长等。结构与特点1、柜体元器件的布局采用单面安装，便于安装、维修、调试，冷却方式采用水冷。2、控制电路的器件选用进口优质元件，使设备具有很高的可靠性和稳定性。3、本设备的启动方式采用它激转自激的扫频式零压软启动方式，在整个启动过程中，频率调节系统和电流、电压调节闭环系统实时跟踪负载的变化，实现了较为理想的软启动。这种启动方式对可控硅冲击小，有效的延长了可控硅的使用寿命。同是还具有轻、重负载均容易启动的优点。4、设备的电路采用恒功率控制方式，在运行过程中

5、自动监视电压，电流的变化情况，并由此判断出负载的变化，实现自动调节输出功率，以达到设备始终处于最大输出功率工作状态的目的。特别是对于熔炼场合，这种恒功率控制方式对大、小炉均可实现的最佳功率输出，有效的提高了熔炼速度。5、无须专门值班人员，本设备操作简装。启动后，只要将功率旋钮至最大，当炉内突加大料时，设备会自动调节功率，不会出现过流，过压停机和顶开关的不良现象。6、由于熔炼速度较快，热效率高，提高了单产，且一般不出现过流情况，均在最高直流输出电压下工作（整流的=0），因此本设备输入功率因数高，具有较明显的经济效益。7、本设备保护电路完善，可控硅元件始终工作在安全范围内，使用寿命长。8、本设备的

6、控制电路采用了数字电路，可靠性高，使用过程中，三相电流平衡。由于先进的设计，本设备的三相电源的相序可任意接，与电容柜，炉体的连线亦不分相位，全部由设备自动判断并自适应，使设备安装、维护简单。设备型号的含义KMPS可控硅额定输出频率(千赫兹)变频装置水冷却额定输出功率（千瓦）使用条件1、海拔高度不超过1000米；2、周围环境温度不低于2，不高于40，通风良好；3、空气相对湿度不大于85%；4、三相电源电压波动应小于5%；5、电源波形畸变应小于10%；6、水冷设备进水温度不高于35，不低于5；水压：0.150.2Mpa；水质：参照电容器标准；7、无导电和易燃易暴尘埃，没有腐蚀性气体；8、无剧烈震动

7、和冲击的室内使用。技术参数1、额定输出功率：220KW；2、额定输入电压：三相380V/50HZ；3、额定输入电流：380A；4、额定输出电流：440A；5、中频输出电压：750V；6、中频输出频率：单相2500HZ；7、功率因数：95%；8、电源效率：98%；9、过流过压保护整定值：1.2倍；10、电压、电流稳定精度：5；11、最低工作电压重复稳定调整值：直流电压20V。主电路工作原理本设备的主电路将三相50HZ交流电源经过整流桥整成可调的脉动直流，通过平波电抗器滤波后，成为平稳的直流电送到单相逆变桥，通过逆变桥将单相中频交流电送给负载，负载部分采用并联振荡电路，这种电路对负载适应性强，运行

8、稳定可靠。本设备除了在控制系统设有完善的保护系统外，还在主电路部分设置了很多保护元件，每个可控硅元件上均有RC吸收电路用以吸收元件换相时产生的过电压。控制电路简介TC787是采用先进IC工艺设计制作的单片集成电路，主要适用于三相可控硅移相触发电路和三相三极管脉宽调制电路，以构成多种调压调速和变流装置。与目前国内市场上流行的KC系列电路相比，具有功耗小，功能强，输入阻抗高，抗干扰性能好，移相范围宽，外接元件少等优点；而且装调简便，使用可靠，只需要一块这样的集成电路，就可以完成三相相移功能。为提高整机寿命，缩小体积，降低成本提供了一种新的更加有效的途径。整个控制电路作成一块印刷电路板结构，分为整流

9、触发部分、调节器部分、逆变部分、启动演算部分等。详细电路见原理图。整流触发工作原理电路由三路相同的部分组成：同步过零和极性检测、锯齿波形成、锯齿波比较。经过抗干扰锁定、脉冲形成等电路形成三相触发调制脉冲或方波，由脉冲分配电路实现全控的工作方式，再由驱动电路完成输出驱动。三相同步电压经过T型网络进入电路，同步电压的零点设计为1/2电源电压（电路输入端同步电压峰值不宜大于电源电压），通过过零检测和极性差别电路检测出零点和极性后，在Ca、Cb、Cc三个电容上积分形成锯齿波，由于采用集中式恒流源，相对误差极小，锯齿波有良好的线性，电容的选取应相对误差小，产生锯齿波幅度大于且不平顶为宜。锯齿波在比较器中

10、与移相电压比较取得交相点，移相电压由4脚通过电位器或外电路调节而取得。抗干扰电路具有锁定功能，在交相点以后锯齿波或移相电压的波动将不能影响输出，保证交相唯一并且稳定。脉冲形成电路是由脉冲发生器给出调制脉冲（TC787），调制脉冲宽度可通过改Cx电容的值来确定，需要宽则增大Cx，窄则减小Cx，1000P电容约产生100S的脉冲宽度。脉冲分配及驱动电路是由6脚控制脉冲分配的输出方式，6脚接高电平VH，输出为全控方式，分别输出A、C；C、B；B、A；A、C；C、B；B，A的双触发脉冲，5脚为保护端，当系统出现过流过压时，将5脚置高电平VH，输出脉冲即被禁止。5脚还可以用作过零触发系统的控制端，输出端

11、可驱动功率管，经脉冲变压器触发可控硅。调节器工作原理：调节器部分共设有四个调节器：中频电压调节器、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。另一阻抗调节器，从输入上看，它与电流调节器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。调节器电路的工作过程可以分为两种情况：一种是在直流电压没有达到最大的时候，由于阻抗调节器的

12、反馈系数略大，阻抗调节器的给定小于反馈，阻抗调节器便工作于限幅状态，对应的为最小逆变你角，此时可以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。另一种情况是直流电压已经达到最大值，电流调节器开始限幅，不在起作用，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，阻抗调节器便退出限幅，开始工作，调节逆变角调节器的角给定值，使输出的中频电压增加，直流电流也随之增加，达到新的平衡。此时，就只有电压调节器与阻抗调节器工作，若负载等效电阻继续增大，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桥能在任一角下均可稳定的工作。中频电压互

13、感器过来的中频电压信号由UF1和UF2输入后，分为两路：一路送到逆变部分，另一路经整流后，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调节器其输出信号进行箝位限幅。IC11C和IC12A组成电压闭环自动投入电路。内环采用了电流PI调节器进行电流自动调节，控制精度在1%以上，经二极管三相整流桥整流后，再分为三路。一路作为电流保护信号，另一路作为电流调节器的反馈信号，还有一路作为阻抗调节器的反馈信号。由IC6A构成PI调节器，控制触发电路的电压频率转换器。IC6D构成阻抗调节器，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输

14、出，或者可提高整流桥的输入功率因数。DIP-1可关掉此调节器。逆变角调节器，其输出由IC9为其箝位限幅。逆变部分工作原理：本电路逆变触发部分，采用的是扫频式零压软启动，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的启动电路，不需要预先充磁或预充电的启动过程，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，在逆变电路启动以前，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，当电路检测到主电路直流电流时，便控制它激信号的频率从高到低扫描，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

15、调频电路控制逆变引前角，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，把它激信号再推到最高频率，重扫描一次，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运行的时间不超过1秒钟。由UF1和UF2输入的中频电压信号，经变压器隔离微分后输出为窄脉冲，驱动逆变末级MOS晶体管。IC7B构成频率电压转换器，用于驱动频率表。W7用于整定频率表的读数。IC18A构成过电压保护振荡器，当逆变桥发生过电压时，振荡器起振，使逆变桥的4只晶闸管均导通。IC9A为启

16、动失败检测器，其输出控制重复启动电路。IC9C为启动成功检测器，其输出控制中频电压调节器的输出限幅电平，即主电路的直流电流。W6为逆变它激信号的最高频率设定电位器。启动演算工作原理：过电流保护信号倒相后，送到IC5B组成的过电流截止触发器，封锁触发脉冲（或拉逆变），驱动“过流”指示灯亮和驱动报警继电器。过电流触发器动作后，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。通过W2微调电位器可整定过流值。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号晶闸管的阴极（K）分别取A、B、C三相电压信号（通过门极引线），经过IC3及IC2A进行检测和差别

17、，一旦出现“缺相”故障时，除了封锁脉冲外，还驱动“缺相”指示灯。为了使控制电路能更可靠准确的运行，控制电路上还设置了启动定进器和控制电源欠压保护。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，才允许输出触发脉冲。若由于某些原因造成控制板上的直流供电电压过低，稳压器不能稳压，也会使控制出错，设置一个欠压检测电路，当VCC电压低于12.5V时便封锁触发脉冲，防止不正确的触发。自动重复启动电路由IC10A组成。DIP-2开关用于关闭自动重复启动电路。IC5A组成过电压截止触发器，封锁整流触发脉冲（或拉逆变），驱动“过压”指示灯亮驱动报警继电器，通过T8使过压保护振荡器

18、IC8A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W1节微调电位器可整定过压值。T7及周围电路组成水压过低延时保护电路，延时时间约为8秒。复位开关信号由P、PD输入，闭合状态为复位暂停。设备的安装1、设备拆箱后应检查各电气元件有无在运输中受震、损坏、脱落、受潮等现象，如有上述情况发生应进行修整，缺陷消除后方能使用。2、本装置不需要安装在特殊的基础上，但需安装在通风良好不受雨水侵袭环境温度在540的室内，为便于检修及通风，应与墙保持一定距离。3、本装置柜内底座有M12接地螺钉，中频电容器柜外壳安装时必需接地。4、中频电源装置

19、与感应熔炼炉的安装平面布置图5，总原则是装置与熔炼炉互相隔离（墙壁隔离），具体情况见“中频感应熔炼炉安装基础图”。5、负载回路的连接如图6所示，总的原则是使负载回路的连接铜排尽可能短，以减少损耗。6、由于炉子感应圈冷却出水温度较高，故装置、电容器柜和熔炼炉的冷却水应分二路设置，电容器柜和熔炼炉的出水管应置于透明水箱内，以便观察各路出水是否畅通。开机前的检查1、检查装置内各电气元件有否受震磕碰损坏，脱落及受潮现象，各连接点有否松动，焊接有否脱落，印刷板是否接插可靠，如有上述情况应先排除。2、检查负载回路连接是否正确，铜排连接是否牢固，如电容器柜与感应圈之间的连接铜排与水冷电缆就保证连接良好。3、

20、用万用表检查整流桥和逆变可控硅的阴阳极之间正反向阻值，是否在5K以上；控制极对阴极电阻是否在1050范围内。4、检查冷却水路水质水温应符合要求；打开水泵和进水阀门将水压表指示阀调整在0.150.2Mpa，断水或水压不足应起保护作用，检查各路出水均应畅通无阻，各水管接头处应无渗漏现象。调试1、设备安装完成后，首先检查接线是否正确，有无短路的地方。检查完毕方可进行下一步的工作。2、断开逆变脉冲变压器上的24V线，把主控板上的DIP2开关拨到ON上，将W1、W2顺时针旋转到头，再稍微回一点，使电压和电流的反馈量最大。把面板上的复位开关打在复位（闭合）状态，给定电位器逆时针旋转到最小位。3、合上主回路

21、的电源，检查是否有缺相及水压不足等指示，然后用示波器通过调整W7校正频率表。W7顺时针调指示增大，反之减小。4、将复位开关打在工作位（断开状态），顺时针旋转给定电位器，直流电压处于全开放状态，直流电压表也将指示到最大；接着逆时针将给定电位器旋转到最小，这时直流电压表的指示均在“OV”附近，直流电压波形全关闭，角约为120，然后将DIP2拨在ON的相对位置（2位），复位开关打在复位位置。5、断开电源，接上逆变脉冲上的24V线，合上电源开关。顺时针慢慢旋转给定电位器，观察面板上各表的指示情况，若电源、电压表都有少许的波动，则继续旋转给定电位器，逆变器起振。如果没有起振，则需把中频电压互感器上20V

22、绕组的输出线对调一下就可起振。如果还没有起振，就将W5电位器稍微顺时针旋转一下增大min，然后再做上面的实验。否则应检查负载回路有无短路或开路的情况。当慢慢增大给定时，电流表迅速偏转，则应迅速把给定电位器逆时针旋下来，此时说明电流取样回路有问题，系统处于电流开环状态，应检查电流互感器等是否连接正确，电流取样元件是否有损坏的情况，直到察到原因才能重新调试。6、中频起振后，顺时针旋转给定电位器将中频电压升至250V，这时调整W5电位器使直流电压表的读数为200V。这时中频电压与直流电压的比例是1.25（顺时针旋转W5比例增加，逆时针比例减少），调整结束后关机。把主板上的开关DIP-1打在ON位置，

23、开机。当中频电压在300V时调整W3电位器使直流电压为200V，这时比例为1.5（顺时针旋转W3比例增加，逆时针比例降低）。调整好后关机，DIPI开关打在ON的相对位置（1位）。7、开机，将给定电位器顺时针增大，中频电压大约在600V左右时不再上升，这时将给定电位器旋到最大，然后逆时针调整主板上的W1电位器，使中频电压上升至750V，电压即调整完毕，关机。8、加重负载开机。逆时针旋转主板上的W2电位器，将工作电流整定到额定值。（逆时针旋转W2电流增大，反之减小。）9、W4电位器是整流桥max调整电位器，已经调整好，勿须再调；W6是频率上限Fmax，已经放至最大位，亦无须再调。（W6顺时针调Fmax增加，反之减小）。至此调试成功！十一、设备的操作与使用方法1、先将功率调节旋钮置最小位置，先合控制电源开关，再合上主电路开关，慢