| 概述
可控硅中頻電源裝置簡稱可控硅中頻裝置,是利用可控硅的開關(guān)特性把50Hz的工頻電流變換成中頻電流的一種電源裝置,主要是在感應(yīng)熔煉,感應(yīng)加熱,感應(yīng)淬火等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。它的優(yōu)點是:
1效率高
可控硅電源裝置具有相當高的變換效率(90-95%),輸出功率低時,電源轉(zhuǎn)換效率并不降低,特別是在熱處理行業(yè)中,有些被加熱工件需要分段加熱,頻繁開機和停機,在停機狀態(tài)下無損耗。因此,在感應(yīng)加熱行業(yè)中采用可控硅中頻裝置可節(jié)約能源。
2體積小重量輕
可控硅變頻裝置由半導(dǎo)體元件組成,沒有復(fù)雜的機械旋轉(zhuǎn)部分無震動,噪音小,安裝時對地面基礎(chǔ)無特殊要求。
3操作方便
可控硅裝置的功率調(diào)節(jié)范圍大。頻率可隨負載參數(shù)改變而自動變化(既所謂頻率跟蹤)。負載回路保持在近乎諧振狀態(tài),既在狀態(tài)下工作。再加上它有一系列的自動保護裝置,使它的工作穩(wěn)定可靠。
4啟動靈活
可控硅變頻裝置一般采用零壓軟啟動,啟動成功率高無沖擊,快而平穩(wěn)。
基于以上幾個方面,并伴隨著新的專有集成電路的開發(fā)成功,其高度的穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)緊湊性,深受廣大用戶的歡迎。因此;洛陽市大好機電公司為了滿足用戶需要。研制開發(fā)了SCR系列寬頻帶中頻電源控制板。1)均采用了的大規(guī)摸芯片,元件少工作可靠2)的控制電路設(shè)計,性能穩(wěn)定故障率低。3)頻率適應(yīng)范圍寬,在50Hz—10000Hz范圍內(nèi)不必調(diào)整可直接使用。4)采用零壓軟啟動,啟動成功率高無沖擊。能夠滿足廣大熱加工行業(yè)用戶的需求。
| 感應(yīng)加熱的作用原理
中頻無鐵芯感應(yīng)電爐的結(jié)構(gòu)(見圖1)主要有三部分組成1感應(yīng)圈(由水冷卻的銅管繞制的)2坩堝(通常用耐火材料搗制而成) 3爐料（可為各種金屬材料的碎塊）
中頻無鐵芯感應(yīng)電爐的基本原理是屬于空氣芯變壓器的一種類型,感應(yīng)圈相當于變壓器的初級繞組,而坩堝內(nèi)部的金屬爐料則相當于變壓器的次級繞組(既負載)當在初級繞組中通過中頻電流(200Hz —8000Hz)就在電磁場的作用和應(yīng)響下,產(chǎn)生磁力線切割次級繞組,致使爐料產(chǎn)生感應(yīng)電勢,并在垂直于感應(yīng)圈軸線的表面內(nèi)引起感應(yīng)電流(稱渦流),從而使爐料本身發(fā)熱將金屬熔化。用于鍛造的加熱到鍛造溫度。
下面我們簡單的分析一下感應(yīng)電爐的工作情況;
根據(jù)變壓器互感應(yīng)的理論,在次級
繞組(既爐料)內(nèi)的感應(yīng)電勢的有效值(用E2表示)與頻率及交變磁通的值兩個參數(shù)有關(guān),在這個感應(yīng)電勢E2的作用下,爐料所形成的閉和回路中,便有渦流通過,渦流的數(shù)值大小,與感應(yīng)電勢E2成正比,與爐料回路的阻抗成反比,當爐料的阻抗已確定的情況下,則發(fā)熱與感應(yīng)電勢成比例。無鐵心感應(yīng)電爐由于沒有導(dǎo)磁的物體存在,所以磁力線必須經(jīng)過空氣而閉合,但是空氣的磁阻很大,會減少有效的磁通量,為了要獲得所必須的感應(yīng)電勢,就要求增加磁力線的切割速度,這就要求增加通過感應(yīng)線圈電流的頻率,來達到發(fā)熱的目的。但在實際情況下爐料中感應(yīng)電流的流動,也會形成磁場,但其方向是與感應(yīng)器的磁場相反,二個磁場迭加一起的結(jié)果將削弱整個的作用。隨著不斷被削弱的磁場繼續(xù)向爐料內(nèi)部深入分布并不斷產(chǎn)生電流,而電流的去磁作用又促使爐料中感應(yīng)的電場強度和電流密度自表面向中心劇烈的減小,電流的頻率愈高,這種現(xiàn)象也愈顯著,這也就是所謂集膚效應(yīng)作用的結(jié)果。
為了提高爐料的發(fā)熱量,如果無限制的增高頻率,一則受到電源裝置復(fù)雜性的限制,更重要的是由于上述集膚效應(yīng)的原因,渦流發(fā)熱隨著電流頻率的升高,只局現(xiàn)在爐料周圍的表面層,而爐料中心的熱量是由表面?zhèn)鲗?dǎo)進來的,所以加熱時間將拉長了,電效率不再上升。電源的頻率與電效率之間的關(guān)系可以這樣來描述,在感應(yīng)電爐爐料直徑固定,爐料的物理性能不變的情況下,電效率將隨著電流頻率的增加而顯著上升,但當頻率繼續(xù)增加時,電效率將不再隨頻率變化而近于飽和階段。因此,我們可以作一斷言,對于一定尺寸的感應(yīng)爐,并在爐料和感應(yīng)器材料的物理性質(zhì)為同一條件下,則必定有一臨界頻率的存在。正是以上原因的存在,電爐生產(chǎn)廠家將根據(jù)爐子的大小來選定頻率的高低?？紤]到爐子的電效率和熱效率,選定合適的頻率。爐子容量較小時頻率選高些,容量較大時選低些,一般在200Hz--8000Hz范圍內(nèi)。
無鐵芯感應(yīng)爐對可控硅中頻電源的要求
感應(yīng)爐對可控硅中頻電源提出了下述一些要求；
1感應(yīng)爐對可控硅中頻電源的輸出功率要求。
可控硅中頻電源的輸出功率必須滿足感應(yīng)爐的功率,還要考慮到輸出功率能很方便的調(diào)節(jié),這是因為通常感應(yīng)爐的坩堝的壽命約熔煉數(shù)十爐后就損壞了,必須重新修筑坩堝爐襯,而新的坩堝爐襯筑好后必須對其進行低功率烘爐,通常烘爐是從10-20%的額定功率開始,然后每隔一定時間升高10%功率,直至額定功率。再則,熔爐過程中,當爐料熔化后,必須對爐料的成分進行化驗,而化驗期間為不使爐料熔化后沸騰劇烈,這時中頻電源必須減小輸出功率,使爐料保溫。鑒于以上情況,所以要求可控硅中頻電源能從10%-99%額定輸出功率的范圍內(nèi)方便的調(diào)節(jié)。用于鍛造的透熱爐不存在烘爐的過程。
2感應(yīng)爐對可控硅中頻電源的輸出頻率要求。
感應(yīng)爐的電效率與頻率之間的關(guān)系是相關(guān)連的。從電效率出發(fā)可以決定可控硅中頻電源的輸出頻率。例如我們稱這一頻率為fo。感應(yīng)器實際上是一個電感線圈，而為要補償線圈的無功功率,在線圈的兩端并聯(lián)電容,這就組成了LC震蕩回路。當可控硅逆變器的輸出頻率f等于感應(yīng)爐回路的固有震蕩頻率fo時,則此時回路的功率因數(shù)等于1。感應(yīng)爐內(nèi)將得到的功率。從以上可以看出,回路的固有震蕩頻率與L和C的數(shù)值有關(guān),一般補償電容C的值是固定不變的,而電感L則因爐料的導(dǎo)磁系數(shù)變化而變化,例如煉剛時,冷爐鋼的導(dǎo)磁系數(shù)μ很大,所以電感L較大,而當鋼的溫度高到過居里點時鋼的導(dǎo)磁系數(shù)μ=1,所以電感L減小,因而感應(yīng)爐回路的固有震蕩頻率fo將有低變高。為了使感應(yīng)爐在熔煉過程中始終都能得到的功率,這就要求可控硅中頻電源的輸出頻率f能隨著fo的變化而變化，始終保持頻率自動跟蹤。
3對可控硅中頻電源的其他要求。
這是因為當爐料在熔煉過程中,一旦中頻電源發(fā)生故障,嚴重時會損壞坩堝所以要求可控硅中頻電源工作要可靠,還須具備必要的限壓限流保護,過壓過流保護,斷水保護,等其它自動保護裝置。此外,要求可控硅中頻電源啟動成功率要高,啟動停止操作要方便 | 可控硅中頻電源的工作原理
可控硅中頻電源的基本工作原理,就是通過一個三相橋式整流電路,把50 Hz的工頻交流電流整流成直流,再經(jīng)過一個濾波器(直流電抗器)進行濾波,最后經(jīng)逆變器將直流變?yōu)閱蜗嘀蓄l交流以供給負載,所以這種逆變器實際上是一只交流—直流—交流變換器,其基本線路如圖2。
下面分整流電路,逆變電路及保護回路分別進行一些介紹。
一 三相橋式全控整流電路的工作原理
1 三相橋式全控整流電路的工作過程。
三相橋式全控整流電路共有六個橋臂,在每一個時刻必須2個橋臂同時工作,才能夠成通路,六個橋臂的工作順序如圖3?，F(xiàn)假定在時刻t1-t2(t1-t2的時間間隔為60o電角度，既相當于一個周波的1/6)此時SCR1和SCR6同時工作(圖3(a)中涂黑的SCR),輸出電壓即為VAB。到時刻t2-t3可控硅SCR2因受脈沖觸發(fā)而導(dǎo)通,而SCR6則受BC反電壓而關(guān)閉,將電流換給了SCR2,這時SCR1和SCR2同時工作,輸出電壓即為VAC,到時刻t3-t4,SCR3因受脈沖觸發(fā)而導(dǎo)通，SCR1受到VAB的反電壓而關(guān)閉,將電流換給了SCR3,SCR2和SCR3同時工作,輸出電壓為VBC,據(jù)此到時刻t4-t5, t5-t6, t6-t1分別為SCR3和SCR4, SCR4和SCR5, SCR5和SCR6同時工作,加到負載上的輸出電壓分別為VBA,VCA,VCB,這樣既把一個三相交流進行了全波整流,從上述分析可以看出,在一個周期中,輸出電壓有六次脈沖。這種整流電路由于在每一瞬間都有兩個橋臂同時導(dǎo)通,而且每個橋臂導(dǎo)通時間間隔為60o,故對觸發(fā)脈沖有一定要求,即脈沖的時間間隔必須為60o,而且如果采用單脈沖方式,脈沖寬度必須大于60o,如果采用窄脈沖,則必須采用雙脈沖的方法,既在主脈沖的后面60o的地方再出現(xiàn)一次脈沖。
2 三相同步及觸發(fā)線路
1)三相同步的選取及整形
根據(jù)三相橋式全控整流過程的有關(guān)要求,首先要保證觸發(fā)電路與三相電源嚴格同步。既有A相產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖必須接于整流電路1號,4號可控硅(稱為正A負A ),B相產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖接于3號,6號可控硅(稱為正B負B),C相產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖接于5號,2號可控硅(稱為正C負C)。本系統(tǒng)(如圖4整流觸發(fā)線路 )整流觸發(fā)線路里,三相同步信號直接取之380V電壓,接入主控板的同步輸入端,X10(A),X20(B),X30(C)。通過降壓電阻降壓,進入由W1,W2,W3,C1,C2,C3組成的三相同步濾波,整形,平衡電路。它的特點是由W1,C1(單相說明)組成積分電路。電容量一定,改變阻值大小就可改變時間常數(shù)。其作用有:(1)濾除網(wǎng)電雜亂尖峰波干擾,使同步信號純正,定位準確,避免整流可控硅誤動作。(2) 調(diào)整三相不平衡度,調(diào)節(jié)移相范圍可達12o使整流橋輸出平衡。
2)整流觸發(fā)的形成
通過以上整形后的三相同步信號,由C4.C5.C6.分別送入大規(guī)模集成塊TCA787C的同步輸入端1.2.18角。按三相全控整流橋觸發(fā)電路的要求由7.8.9.10.11.12角分別輸出 6 路調(diào)制后的雙窄脈沖,經(jīng)電容C13.C14.C15.C16.C17.C18耦合給6路大功率MOS管進行脈沖功率放大。再由6只脈沖變壓器輸出,經(jīng)整形后接于整流橋的6只可控硅的控制極和陰極,達到三相全控整流橋正常工作的觸發(fā)目的。
3整流可控硅的選取。
1)由于三相全控整流橋工作在較低的頻率范圍,所以普遍選用普通整流可控硅,即KP系列可控硅。
2)跟據(jù)三相全控整流電路的理論計算,流過每一個可控硅的電流是整流輸出總電流的0.334倍。所以在使用中為了留有足夠的富裕量,一般選用與電源的額定電流值相同大小的可控硅。
3)進相電源電壓為三相380V的機型中,選定耐壓值為1200V—1400V的KP硅。進相電壓為三相660V的機型中,選定耐壓值為2000V—2500V的KP硅。
二 可控硅中頻電源裝置的逆變電路
1 兩種逆變器電路
無論是感應(yīng)加熱或是感應(yīng)熔煉,負載的功率因數(shù)都是很低的,也就是感應(yīng)的Q值很高,在感應(yīng)熔煉爐來說Q值一般在10-14之間,對感應(yīng)加熱來說,則根椐偶合程度Q值為5-9之間。
什么是Q值,Q值是指線圈的感抗和線圈的電阻之比。也就是爐子的無功功率和有功功率之比。舉例來說,250Kg的感應(yīng)熔煉爐,其需要的有功功率為160kw.假定Q值為10,則其無功功率為1600 kfar,這樣大的無功功率,很顯然不能有電網(wǎng)供給,那樣電網(wǎng)的容量將非常龐大而不經(jīng)濟,因此,必須用能提供無功功率的電容器進行補償,這個原理就象一般工廠里補償功率因數(shù)一樣。
無功功率的補償方法有二種,一種是補償電容器和爐子串聯(lián),叫作串聯(lián)補償,補償電容器和爐子并聯(lián)的叫做并聯(lián)補償。針對二種不同的補償方法,可以有兩中不同的逆變線路,一種叫作串聯(lián)逆變器,一種叫作并聯(lián)逆變器,如圖5
兩種逆變器的比較如下；
串聯(lián)逆變器
并聯(lián)逆變器
（1）輸出電壓為距形波
輸出電壓為正弦波
（2）輸出電流為正弦波
輸出電流為距型波
（3）爐子感應(yīng)圈電壓為逆
變器輸出電壓的Q倍
爐子感應(yīng)圈電壓等
于逆變器輸出電壓
（4）感應(yīng)圈電流等于
逆變器電流
感應(yīng)圈電流為逆變器
輸出電流的Q倍
（5）使直流電壓穩(wěn)定直流
端并接有大的電容器
使直流電流恒定直流
端串接大的濾波電感
（6）用高電壓的補償電容
使用標準的補償電容
（7）用反饋二極管
不要反饋二極管
2 單相橋式并聯(lián)逆變器的工作原理
1)并聯(lián)逆變器的基本線路如圖6。
圖中可控硅SCR1-SCR4組成了一個橋式線路,Ld為直流電抗器,L為感應(yīng)爐,C為補償電容, LC組成一個并聯(lián)諧振線路。這個線路是如何工作,又是怎樣把直流變?yōu)橹蓄l電流呢;我們首先來研究分析一下線路正常情況下是如何工作的。圖7表示一個工作循環(huán)的情況。假設(shè)在圖7(a)中,先是(1) (2)導(dǎo)通(3)(4)截止,則直流電流Id經(jīng)電抗器Ld,可控硅(1)(2)流向LC諧振回,由于Ld的電感值比較大,Id受Ld的限止基本上不變化而保持恒定,LC諧振回路受到一個恒定電流的激勵,而產(chǎn)生諧振,震蕩電壓為正弦波,也就是說電容器兩端的電壓為正弦波,(這相當于圖7(a)及圖8中時刻t1前的電流電壓波形)假定在這一時刻電容器兩端的電壓極性左端為正,右端為負。電容器兩端電壓將按正弦波規(guī)律變化,如果我們在電容器兩端電壓尚未過零之前的某一時刻(圖8中的時刻t1)觸通可控硅(3)與(4),此時可形成可控硅(1)(2)(3)(4)同時導(dǎo)通的狀態(tài),(如圖7(b)),由于可控硅(3)(4)的導(dǎo)通,電容器兩端的電壓通過可控硅(3)(4)加在可控硅(1)(2)上,陽極電壓為負,陰極電壓為正,可控硅(1)(2)兩端由于承受一個反向電壓而迅速關(guān)斷,也就是說可控硅(1)(2)將電流換給可控硅(3)(4).換流以后,直流電流經(jīng)電抗器Ld,可控硅(3)(4),從相反方向激勵了諧振回路。電容器兩端電壓繼續(xù)按正弦規(guī)律變化,而電容器兩端電壓的極性變成左端為負,右端為正,(如圖7(c)),對應(yīng)的波形圖位圖8中的t2—t3時刻。在負載回路中的電流也改變了方向。當電容器右端的正電壓再要過零之前的某一時刻(這相當于圖8中的t3時刻),再將可控硅(1)(2)觸通則再次形成4個橋臂可控硅(1)(2)(3)(4)同時導(dǎo)通狀態(tài),但在此時使可控硅(3)(4)承受一個反向電壓,而將電流換給了可控硅(1)(2),這就完成了一個工作循環(huán)。從上述換流過程中我們可以看出,當可控硅(1)(2)導(dǎo)同時電流自一個方向流入負載,當可控硅(3)(4)導(dǎo)通時電流從相反方向流入負載,可控硅(1)(2)與(3)(4)相互輪流導(dǎo)通和關(guān)斷,就把一個直流變成了交流,可控硅(1)(2)與(3)(4)交替工作的次數(shù)也就決定了輸出交流電的頻率。這種變頻線路因其換流過程是受負荷控制的,所以不需要外加另外的強迫換流裝置,這是它和其它變頻線路的不同之點,由于不需外加換流裝置,因之這種變頻線路的效率較高。適合在大功率的感應(yīng)熔煉及加熱中應(yīng)用,所以這種線路對負載的依賴性也是較大的。
2)從上述分析的逆變器的換流過程還可以看出,換流過程必須在電容器電壓過零之前的某一時刻進行,也就是電流必須超前電壓某一時間。這一點在所介紹的線路中非常重要,不滿足這一點,這種逆變線路是不能正常工作的。我們習(xí)慣上,把電流過零之點到電壓過零之點這一段時間叫做引前觸發(fā)時間tf ,為了保證可控硅(1)(2)與(3)(4)之間能可靠地進行換流,必須有一定的數(shù)值,不能太小。這主要是從下述三點考慮:1在換流過程中,為了確保即將換流的SCR可靠關(guān)斷,必須加上足夠的反向電壓,反向電壓過低則可能關(guān)不斷。2必須確保一定的換流時間tr,在上面的分析中,假定換流是瞬時進行的,但實際上可控硅受一定的允許di/dt耐量的限制,換流是不能瞬時進行的,必須有一定的換流時間tr,這一點在后面還要敘述。3要有足夠的關(guān)斷時間toff使即將關(guān)斷的可控硅進行關(guān)斷。
3)什么是可控硅的關(guān)斷時間,可控硅在導(dǎo)通狀態(tài)下,它的三個結(jié)上積蓄有載流子,可控硅在關(guān)斷時,需要一定的時間,使這些殘留載流子,作為反向電流釋放出來,才能使可控硅承受正向電壓。(這種殘留載流子的消失時間與可控硅的構(gòu)造,結(jié)溫,及關(guān)斷前流過可控硅的電流等有關(guān))如果殘留載流子尚未消失,既加上正向電壓,可控硅將重新再度導(dǎo)通。因此,引前觸發(fā)時間tf必須大于換流時間tr與關(guān)斷時間toff之和,既tf>tr+toff,不然的話,則可控硅尚未關(guān)斷又將承受正向電壓而再度導(dǎo)通,這就會造成非常危險的直通短路。但是，安全換流時間tr所對應(yīng)的超前角α也不能太大,主要是考慮下面兩個原因；(1)α角度增大,電容器兩端電壓Uc就要增高,這將受到電容器和可控硅所能承受電壓的限制,在單相橋式逆變線路中,當直流輸入電壓為Ud,中頻輸出電壓為Uc,則在Ud和Uc的有效值之間存在下述關(guān)系；Uc=1.1Ud/cosα。從式中可以看出,在輸入直流電壓Ud相同的條件下,當α角度增大,則cosα值減小,Uc將增大,也既加于電容器和可控硅兩端的電壓將增高。這一點受到所選用的電容器即可控硅的耐壓限制。(2)中頻輸入的有功功率與α的關(guān)系：中頻輸出的有功功率P=Uc.ILcosα。式中可以看出在相同的中頻電壓電流條件下ɑ角愈大,有功功率輸出愈小,如果要保持一定的輸出功率，則ɑ角度愈大,則必須使輸出中頻電壓,電流愈大,這樣惡化了可控硅的工作條件。
4)綜上所述,在目前考慮到可控硅的關(guān)斷時間及所選用的可控硅元件,電容器的耐壓水平,在輸出中頻頻率1000Hz的情況下引前觸發(fā)時間tf取100 μs左右,對應(yīng)的角度ɑ大約是在30o-45o范圍內(nèi)。這一超前的無功功率仍是由電容器來補償?shù)?span style="line-height: 1.8em; font-family: 'Times'">,前面在介紹諧振回路時曾講到應(yīng)補償?shù)街C振狀態(tài),實際上補償?shù)街C振狀態(tài)還不行,為了要保證我們這一線路能正常工作,必須要過補償,即補償?shù)诫娏鞒半妷阂粋€ɑ角的程度。在前面的分析當中,假定換流是瞬時完成的,就是說關(guān)閉的可控硅的電流是瞬時轉(zhuǎn)換給導(dǎo)通的可控硅的,但是這樣是不允許的,受到可控硅允許的電流上升率di/dt的限制,如果轉(zhuǎn)換太快,可控硅將燒毀。這是因為,當可控硅觸發(fā)以后,電流首先在控制極附近流通,然后才以每微秒大約0.1mm的速度從控制極中心向外擴展,最后電流擴展到整個硅片,這樣將使硅片的某些區(qū)域發(fā)生過熱而燒壞,可控硅允許的電流上升率di/dt數(shù)值,隨頻率,換流時陽極電壓,電流峰值及結(jié)溫的增高而下降。為了限制換流過程中的電流上升率di/dt必須在每個橋臂中串接一定數(shù)量的電感,但是這個換流電感值也不能太大,因為換流的重疊時間tr直接有這個換流電感決定,如果這個電感數(shù)值太大,則換流時間將拖長,當電流增大時,時間會更長,以致是總的時間大于安全換流時間tf,而是換流無法完成造成逆變失敗。一般考慮tr=Id/di/dt,式中；I為流過可控硅的電流,di/dt為可控硅元件允許的電流上升率。因此；在中頻頻率1000Hz的電源裝置中,電流超前電壓ɑ角度一般設(shè)定在30o-45o之間。(這一點在所介紹的線路中非常重要,不滿足這一點,這種逆變線路是不能工作的)
5)在具體的線路中,為了實現(xiàn)以上觸發(fā)提前的要求,采用的是諧振回路的電壓Uc和流過電容器的電流Ic的合成信號,因為兩個信號的交差點位置剛好在tf所要求位置附近(如圖9)。UC信號是從與電容器并聯(lián)的中頻電壓互感器中取出,Ic信號從補償電容器的一組Cs串聯(lián)的電流互感器中取出,tf/c是一個比例常數(shù)。系統(tǒng)中Uc,Ic分別用兩個電位器來調(diào)整(見圖10(a)Uc. Ic信號的合成。通常稱作頻率跟蹤電路)。 |
一 整流電路的調(diào)試
1首先要了解中頻電源的整體結(jié)構(gòu)
仔細檢查主回路接線是否與圖紙相符。檢查各電線接點是否接觸良好,牢靠。開動冷卻水泵,調(diào)節(jié)進水閥門使冷卻水壓力達到規(guī)定水壓,一般在0.8Mpa—1.5Mpa之間,觀察進出水管是否通水良好,有無阻塞及滲漏現(xiàn)象。同時調(diào)節(jié)壓力斷路器使其觸點閉合。
2校對相序。
檢查三相電源相序。檢查方法可用示波器，根據(jù)三相交流波形相對關(guān)系來鑒別,然后按照要求的相序接通主電路與控制回路。要求進線A.B.C的相序與同步信號A.B.C相序相符,如果同步信號接錯了,A相觸發(fā)電路不是觸發(fā)A相可控硅，而是觸發(fā)B相或C相,這樣就造成系統(tǒng)混亂,嚴重時甚至?xí)p壞可控硅!
1)回路工頻交流進線相序的檢查；
采用雙蹤示波器依次觀察主回路開關(guān)進線端A.B.C對地0之間的波形,以確定其相位關(guān)系,若相序不對,可任意調(diào)換其中兩根線的相互位置（即順相序即可以）。
2)同步信號相序檢查；
(使用示波器注意事項；1.不論單蹤或雙蹤示波器外殼的接地線必須拆除,否則將會引起嚴重短路。2.同時觀察二個信號在示波器上的接地端必須為同電位點,3.測主回路波形時示波器外殼帶電,切勿接觸,外殼對地必須絕緣。)用雙蹤示波器分別檢查同步進線X10,X20,X30與主回路相序A.B.C的相序是否相對應(yīng),如檢查結(jié)果不是對應(yīng)的,應(yīng)糾正直至相對應(yīng)即可。
3 .檢查操作回路
1)合控制電源,觀察門板進線電壓表是否指示在380v左右。用萬用表測量141,142和143,144,電壓是否在~18v左右。如以上電壓讀數(shù)偏差較大,應(yīng)檢查排除。原因可能是0線接觸不良或者是控制回路電源保險燒毀及接觸不良。應(yīng)斷電認真檢查并排除,直至進線電壓在370v—400v,控制板進線電源電壓在~17v-~19v范圍內(nèi)時再進行下一步工作。
2)按逆變啟動(不合進線主回路大閘！)逆變工作指示燈亮,旋動功率電位器,觀察主控板顯示各路觸發(fā)脈沖的發(fā)光二極管,應(yīng)有發(fā)光指示。如果有示波器的話,可用示波器測試6路整流觸發(fā)脈沖的相位關(guān)系(如圖12)，脈沖幅度應(yīng)在6V以上,脈沖寬度在20o,雙脈沖前沿間隔60o。隨著功率電位器的旋動,觸發(fā)脈沖的位置將向右移(如圖13)。移動的范圍應(yīng)在0-150o之間。(裝置在出廠前都進行了調(diào)試,主要是長途運輸可能會造成個別接線松動接觸不良,通過簡單過程加以處理即可)
4 .整流橋的調(diào)試
1)把電源柜內(nèi)的予負荷開關(guān)放在ON位置,拆掉主控板143,144進線,使逆變觸發(fā)回路暫時停止工作。
2)送冷卻水,合控制電源,電源指示燈亮。送主回路大閘,合閘指示燈亮。
3)按逆變啟動,工作指示燈亮,旋動功率電位器,直流電壓表隨功率電位器的旋動而逐步上升,直至500V以上。用示波器探頭接于整流橋的輸出端,(示波器的垂直幅度衰減檔撥在10/1擋即可)便可看出整流橋在不同角度時的輸出波形,(如圖14)鑒別出是否正常，整齊。如出現(xiàn)輸出不齊,可調(diào)整W7,W8,W9使之輸出平整。如此時旋動功率電位器直流電壓只能升到400V左右不在上升時很有可能是進線三相A，B，C不同步。只要任意調(diào)換其中兩線位置即可。調(diào)試正常后把予負荷開關(guān)撥在OFF位置。
二 逆變電路的調(diào)試
1檢查爐子系統(tǒng)
1)檢查從電源柜到爐子之間的連線是否達到足夠的線徑,如線徑過小應(yīng)調(diào)換符合要求的連線,否則在工作時將會嚴重發(fā)熱甚至燒毀!并檢查連接鑼絲是否牢靠！
2)檢查水電纜連接是否牢靠,螺絲用銅或不銹鋼的。并檢查爐子感應(yīng)圈和爐殼是否絕緣良好。水冷電纜和感應(yīng)圈通水量應(yīng)足夠大,一般水壓在0.1-0.2Mpa之間。進出水不能發(fā)生滲水現(xiàn)象,否則在工作中會造成感應(yīng)圈爐子之間打火。
2 .檢查電源柜逆變系統(tǒng)
1)接上143,144號線,合控制電源。主控板逆變檢查撥碼開關(guān)處在ON(檢查)位置,此時它激頻率設(shè)在1000Hz左右。檢測逆變觸發(fā)脈沖的發(fā)光二極管發(fā)亮。用示波器檢查各路輸出脈沖前沿應(yīng)該是陡直的,脈沖寬度在50μs左右,幅度不低于6V，兩對角觸發(fā)脈沖相位間隔180o。(如圖15)檢測正常后應(yīng)將檢查開關(guān)處在工作位置(自激)示波器觀察輸出波形為雜波。
2)檢查啟動電流信號線是否接觸良好,用萬用表測量126,127兩點間的電阻值應(yīng)在5歐以內(nèi)。合成信號瓷盤電位器的動點放在中間位置。
3逆變的調(diào)試
1)合控制電源,合主回路閘刀。按逆變啟動,順時針緩慢旋動功率電位器。隨著電位器的旋動中頻電壓應(yīng)該建立。在啟動過程中,如只有直流電壓,并且直流電流也較大,濾波電抗器發(fā)出較低沉的哼聲,中頻電壓不能建立。此現(xiàn)象可能是合成Ic信號線126,127接反所造成的。應(yīng)停機調(diào)換位置。重復(fù)啟動過程,中頻電壓建立,如果中頻電壓高于直流電壓很多,直流電流又較大,這種現(xiàn)象很有可能是合成信號Uc相位接反所造成的?；謴?fù)后就會正常。配合調(diào)整合成信號瓷盤電位器,設(shè)定合適的tf值。
2)在實際工作中如何來整定tf時間呢？由圖16所知,Ua曲線與-ic的曲線的交點a,既是合成曲線Us過零點時刻,而合成曲線Us過零點時刻也就是發(fā)出脈沖時刻,這一脈沖所對應(yīng)的Ua既是tf時間。當tf時間太小時,我們可以調(diào)節(jié)逆變角ɑ的瓷盤電位器,使ic信號增加,從而使-ic幅值增高。在圖中(1)所見當-ic信號增加,從而使-ic曲線交點改變，由a提前到a1,合成信號也有0點向前移,觸發(fā)脈沖Ug,2,4,Ug1,3,都提前了,所對應(yīng)Ua中的tf時間也就增大了。由上所述,只要改變-ic信號大小，即調(diào)節(jié)瓷盤電位器RiC的大小,就可以調(diào)節(jié)引前觸發(fā)時間tf。實際中可根據(jù)中頻電壓與直流電壓之比來近似的確定tf,調(diào)節(jié)Ric使Uc/Ud=700v/500v=1.4左右。一般Uc/Ud=1.3~1.5即可。(俗稱逆變角度大小)
三 系統(tǒng)的保護調(diào)試
1限壓的調(diào)試
1)開啟電源,啟動逆變,緩慢升功率電位器使中頻電壓逐步升高,達到750V時順時針調(diào)限壓電位器W9,使中頻電壓隨功率電位器的旋動不再上升為止。
2)調(diào)試中可能會發(fā)生中頻電壓升不到750V的情況。有三種原因:1.限流提前動作,先稍微反時針調(diào)限流電位器W5,看中頻電壓是否有所上升,如果不能上升,應(yīng)停止調(diào)動。2.限壓提前動作?？煞磿r針調(diào)限壓電位器W9,看電壓是否有所上升,如有上升的跡象,可繼續(xù)調(diào),直至達到750V為止。3.可能是逆變角太小造成的。應(yīng)調(diào)和成信號瓷盤電位器,使中頻電壓與直流電壓的比值達到1.5倍關(guān)系。此時再調(diào)限壓電位器,直至達到限壓的要求為止。
2.過電壓的調(diào)試
1)啟動電源,緩慢升功率電位器使中頻電壓達到750V,順時針調(diào)過壓保護電位器W8使過壓保護動作,過壓指示燈亮。
2)功率電位器回零,使保護系統(tǒng)自動復(fù)位。(復(fù)位原理在上一章里已有詳述)反時針調(diào)過壓電位器W8兩到三圈,放開限壓電位器。
3)重新啟動電源使中頻電壓升到800v~820v為止,順時針緩慢調(diào)過壓電位器W8,使過壓保護動作,過壓指示燈亮。再次啟動驗證過壓保護值是否準確。
4)恢復(fù)限壓整定值,調(diào)整逆變角瓷盤電位器,使中頻電壓和直流電壓的比值1.4左右。
注意:過壓限壓的調(diào)試應(yīng)在空載情況下進行。此兩項調(diào)試嚴禁重載請況下進行!否則后果是嚴重的！
3限流的調(diào)試
1)先空載啟動一次電源,驗證電源的基本啟動性能及各儀表是否正常。
2)在爐子里加滿爐料,是較大的塊料,以便調(diào)換爐料的多少。(爐子加滿料俗稱；重爐)
3)重新緩慢啟動電源,看重爐啟動性能是否良好。如在啟動時中頻電壓很難建立即啟動困難,應(yīng)調(diào)整瓷盤電位器iC信號,使逆變增大角度即可。
4)再次緩慢啟動,啟動成功后逐步提高功率(此時電流較大動作要緩慢)直至電流達到額定值時,調(diào)限流電位器W5使電流不隨功率電位器旋動而上升即可。
在此項調(diào)試中可能會出現(xiàn)幾種情況；
1沒有達到額定值時過流就首先保護動作,此時只要反時針調(diào)過流電位器W7放大過流保護動作值即可。
2功率電位器旋到位置時電流還達不到額定值。爐料空隙大,不實造成的,在大料間隙中加小塊料使爐料實實在在即可。
3逆變角度小造成電流上不去,(這一點在逆變工作原理一段里已做詳細介紹)只要調(diào)大ic信號瓷盤電位器以增大逆變角即可。
4過電流的調(diào)試
1)緩慢啟動電源,是電流達到額定值,調(diào)過流電位器W8使過流保護動作。
2)放開限流電位器W5,反時針旋動過流電位器W7兩到三圈。
3)啟動電源是電流達到額定電流的1.2倍，調(diào)過流電位器W7使過流保護動作,過流指示燈亮。此項調(diào)試重復(fù)一到兩次,驗證過流值確實在額定電流的1.2倍左右為止。
4)恢復(fù)限流整定值,調(diào)電流負反饋電位器W6：先把電流負反饋電位器反時針選到底，啟動逆變使電流在100A，此時順時針調(diào)負反饋電位器使電流下降到75A。試結(jié)束。
說明:從調(diào)試的過程中,可以看出,先調(diào)試限壓限流,后調(diào)試過壓過流。為什么不先調(diào)試過壓過流呢？這是為了安全起見而采用的調(diào)試步驟。因為設(shè)備在現(xiàn)場安裝完成后,次現(xiàn)場調(diào)試,難免會有這樣和那樣的不良因素,一時不慎將造成大錯。后果是不可想象的。假設(shè)先調(diào)試過壓或過流,電壓或電流升到額定值時,一旦爐子的絕緣不好很容易造成感應(yīng)圈與爐殼之間產(chǎn)生擊穿打火現(xiàn)象,對地形成短路,或者感應(yīng)圈匝間短路,此時電流很有可能是額定值的很多倍。利用人為的去停機,那是達不到對設(shè)備保護速度的,后果是非常嚴重的。只有使設(shè)備自身的良好保護性能才以避免不應(yīng)有的損失。這就是先調(diào)限壓限流,后調(diào)過壓過流的原因。
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