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中频炉主控板 控制板

2020/11/20 13:07:18发布157次查看
一、概述
dlj-88中频电源控制板,是本公司开发使用研制的新型双桥整流(及十二脉波)控制触发板。dlj-8中频电源控制板用于主回路采用双桥整流(见附图1)的中频电源,双桥整流中频电源可以减少运行引起的电网谐波、提高功率因数和运行效率。双桥整流中频电源必须配专用的整流变压器,其副边有△和y两组绕组(或+15º 、-15º两组绕组),分别工给两组整流桥,再经两个滤波电感之后,并联供给逆变器。
dlj-8中频电源控制板主要由电源、给定调节器、平衡调节器、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dlj集成电路,使其电路除调节器外,其余均实现数字化,因此可靠性高、脉冲对称度高、抗干扰能力强、反应速度快等特点。
二 技术参数
1、产品名称
产品名称:dlj-8十二脉波中频电源控制板
2、适用装置
适用于200hz-1000hz各种晶闸管并联谐振中频电源。
3、正常使用条件
3.1海拔不超过2000米。
3.2环境温度不低于-10℃,不高于+40℃。
3.3空气最大相对湿度不超过90%(20℃±5℃时)。
3.4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。
3.5无剧烈振动和冲击。
4、主要技术参数
4.1主电路进线额定电压:380v~1140v(50hz)。
4.2控制供电电源:单相18v/1a、单相6v/3a、三相18v/2a、三相18v/2a、。
4.3中频电压反馈信号:ac 15v/15ma。
4.4电流反馈信号:ac 12v/5ma六相输入。
4.5整流触发脉冲移相范围:α=0~130°。
4.6整流触发脉冲不对称度:小于1°。
4.7整流触发脉冲信号宽度:≥600μs、双窄、间隔60°。
4.8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/μs
4.9逆变频率:200hz-2500hz。
4.10逆变触发脉冲信号宽度:1/32×逆变频率。
4.11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
4.12最大外型尺寸:335×230×40mm。
4.13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。
三、电路原理
整个控制电路除末级触发单元(整流逆变脉冲板)外,做成一块印刷电路板结构。功能上包括电源、整流触发、给定调节器、平衡调节器、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、u11,型号为dlj,它是二块专用超大规模数字集成电路,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。
1整流触发工作原理
dlj-88双桥整流整流电源控制板,有两套相互独立触发这部分,它们分别包括三相同步、相序自适应、压控时钟、数字触发、末级驱动等电路。
三相同步信号通过同步变压器进入控制板,再进行滤波,再经光电耦合器进行电位隔离,分别获得6个相位互差60度的矩形波同步信号,输入到u10(或u11)的输入端。
在u10(或u11)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。
u3b及其周围电路构成压控时钟,其输出信号的周期随调节器的输出电压vk而线性变化。压控时钟信号输入到u10(或u11)的3p,作为数字触发的时钟cl0k1。
数字触发的特征是用计数(时钟脉冲)的办法来实现移相,6路整流移相触发脉冲均由u10(或u11)产生。6路整流移相触发脉冲经晶体管放大后,驱动整流脉冲变压器输出。
2给定调节器工作原理
共设有2个调节器:中频电压/电流调节器、逆变角调节器。
其中电压/电流调节器(u5c),是常规的pi调节器,在启动和运行的整个阶段,该环始终参与工作;逆变角调节器(u5a)用于使逆变桥能在某一э角下稳定的工作。
调节器电路的工作过程可以分为两种情况;一种是直流电压没有达到最大值的时候,即u5c没有限幅,而u5a工作于限幅状态,对应的为最小逆变э角,此时系统完全是一个标准的电压/电流闭环系统;另一种情况是直流电压已到最大值,即u5c开始限幅,整流桥的调节不再起作用,而u5a退出限幅状态开始工作,调节逆变角调节器的э角给定值,使输出的中频电压增加,达到新的平衡。此时,就有电压/电流调节器与逆变角调节器双环工作。
中频电压互感器过来的中频电压信号由up1、up2输入后,分为两路,一路由u2c进行电平转换后送到u10的12p,另一路经d35-d38整流后,又分为两路,一路送到电压/电流调节器,另一路送到过电压保护。
由主回路交流互感器取得的电流信号,先在外部转换成电压信号,从i1、i2、i3、i4、i5、i6输入,经二极管整流后,再分为两路,一路作为过流保护信号,另一路作为电压/电流调节器的反馈信号。
3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起动,只需取一路中频电压反馈信号,无需槽路中频电容器上的电流信号,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,当它少许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移钟。
   由up1和up2输入的中频电压信号,经u4b转换成方波信号,输入到u11的12p。由u11的 64p、67p输出的逆变触发信号,经u7隔离放大后,驱动逆变触发cmos晶体管q5、q6 、q16、q17。u4a和u4d构成逆变压控时钟,输入到u5的83p;同时又由u9进行频压转换后用于驱动频率表。fhz微调电位器用于整定外接频率表的读数。
   另外,当发生过电压保护时,u5内部的过电压保护振荡器起振,输出2倍于最高逆变频率的触发脉冲,使逆变桥的4只晶闸管均导通。
u3a为起动失败检测器,其输出控制u10内部重复起动电路。
四、控制板的接线端子与参数
功能
端子号
参  数
故障
输出
k-2
k-1
常开接点ac 5a/220v,dc  10a/28v
电压反馈信号
up1
up2
vf
中频电压15v
电流反馈信号
i1~i6
if
ac,六相12v
控制
信号
kz
gnd
kz悬空为运行状态,接地为停止运行和故障复位平
gnd控制信号接地端(与给定共用)
给定
gnd
adj
+15v
gnd给定接地端
adj给定:dc,0~+15v
vcc  dc,+15v,最大输出20ma
控制电源
a4、n4
a3、n3
a2、b2、c2
a1、b1、c1
单相ac   18v/1a 控制电源
单相ac   6v/3a控制电源
三相ac   18v/2a整流脉冲电源
三相ac   18v/2a逆变脉冲电源
外故
障输

sy
sw
gnd
接地为故障,“sy”led灯亮,带3¹延时。
接地为故障,“sw”led灯亮,不带延时。
外故障公共端(接地端)
频率

hz+
hz
频率表正端  (+15v、5ma  输出)
频率表负端
三角侧
整流脉冲
dg1~dg6
dk1~dk6
接三角侧1~6号晶闸管控制极
接三角侧1~6号晶闸管阴极
星型侧
整流脉冲
yg1~yg6
yk1~yk6
接星型侧1~6号晶闸管控制极
接星型侧1~6号晶闸管阴极
逆变
脉冲输出
ng1~ng4
nk1~nk4
接逆变1~6号晶闸管控制极
接逆变1~6号晶闸管阴极
五、发光二极管工作状态
代号
发光二极管亮时指示状态
+15v
控制板+15v电源工作
+5v
控制板+5v电源工作
+24v-z
整流脉冲+24v电源工作
+24v-n
逆变脉冲+24v电源工作
gy
中频过电压故障
gl
中频过电流故障
qy
控制板欠电压故障
dqx
三角侧三相输入缺相故障
yqx
星型侧三相输入缺相故障
sy
水压低故障
sw
水温高故障
六、电位器
代号
功能
w1
if最大输出电流设定电位器,当有电流反馈时可设定最大输出电流,顺时针方向为最小,最大调节范围约2倍。
w2
vf最大中频输出电压设定电位器,当有电压反馈时可设定最大中频输出电压,顺时针方向为最小,最大调节范围约2倍。
w3
min最小逆变引前角设定电位器,顺时针方向为增大,最大调节范围约为20度至40度。
w4
max最大逆变引前角设定电位器,顺时针方向为增大,最大调节范围约为40度至60度。
w5
fmax最大它激逆变频率设定电位器,顺时针方向为增大,最大调节范围约2倍。
w6
fhz外接频率表设定电位器,顺时针方向为读数增大,最大调节范围约3倍。
w7
双桥整流桥电流的平衡调节。
w8
三角侧初始电压的调整。     (现场调试时,w8、w9要保证至少
w9
星型侧初始电压的调整。        一个电位器不作调整。)

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